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初始应力下岩体爆破损伤特性及破裂机理: 2023年; 钻爆法在岩体开挖工程中应用广泛,其工作效率与岩体结构及地质环境密切相关。初始应力会显著影响岩体爆破裂纹的扩展行为及破坏特征,导致深部岩体超/欠挖等问题。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法研究了不同初始应力下岩体的爆破损伤特性及破裂机理。基于弹性力学建立单孔爆破动静组合理论模型,分析了静态应力分布及动态应力演化特征,揭示了初始应力作用下岩体爆破损伤机制。通过经验公式及动态力学试验对RiedelHiermaier-Thoma(RHT)模型参数进行标定与修正,并结合室内爆破实验及理论结果对数值模型进行验证。此外,在单孔爆破数值模型中分析了爆炸压力演化规律、裂纹扩展行为及分形特征,结果表明数值模拟结果可以较好地论证理论模型的合理性。研究发现:环向拉应力是影响爆破裂纹扩展的重要因素,当初始应力较大时,合理调整环向应力分布可改善岩体爆破碎裂效果,实际工程中可结合预裂技术进行地压调控改变应力分布。; 马泗洲刘科伟杨家彩李旭东郭腾飞; 关键词：初始应力岩体爆破数值模拟分形维数

低品位厚大矿体多中段协同开采步距计算方法被引量：5: 2016年; 多中段开采模式能有效提高低品位厚大矿体生产能力,降低生产成本,研究多中段协同开采步距具有重要意义。从矿山工程系统出发,提出了多中段协同回采步距计算思路和方法。通过构建多中段协同开采步距计算体系,建立多中段协同开采综合模糊评价体系,利用层次模糊分析法,对影响多中段同时开采方案选择的各因素权重值进行了确定,评价了多中段同时开采方案,理论上确定了多中段协同开采方案和协同步距。以广西华锡集团铜坑矿锌铜矿体为工程背景,开展了协同步距的理论应用研究,确定了锌铜矿体二中段同时回采且上中段超前下中段2个采场步距的协同开采方案。该研究成果可为低品位厚大矿体多中段协同开采提供技术指导。; 牛文静陈庆发刘严中陈大鹏杨家彩

深部岩体水耦合爆破裂纹扩展数值模拟研究被引量：8: 2021年; 为认识深部高地应力岩体水耦合爆破裂纹扩展过程及机理,选择试验验证的RHT本构,采用LS-DYNA对水耦合装药单孔在不同原位应力场下的岩体爆破裂纹扩展进行数值分析。模拟结果表明:水耦合的方法延长了爆炸作用时间,提高了岩体中爆炸应力峰值和PPV(质点振动速度峰值),增强了爆破致裂岩体的效果;原位应力在深部岩体水耦合爆破中起到增加岩体中应力和PPV的作用。研究表明:在不同的地应力条件下,均存在某一最优水不耦合系数,且最优不耦合系数随原位应力的增加而减小,水耦合时,在原位应力为0,10,20,30,40 MPa的条件下,最优不耦系数分别为5.00、3.30、2.63、1.56和1.25。; 金鹏刘科伟李旭东杨家彩; 关键词：深部岩体地应力数值模拟

基于Lagrange及SPH算法的花岗岩侵彻数值模拟被引量：2: 2021年; 为研究不同算法对弹体侵彻花岗岩模拟的影响,基于仿真分析软件LS-DYNA中的Lagrange算法及SPH(Smooth particle hydrodynamics)算法,采用Lagrange、SPH-Lagrange耦合及SPH算法分别对弹体侵彻、贯穿花岗岩靶体进行数值模拟,并从计算效率、侵彻深度、速度衰减、靶体损伤、Mises应力分布多方面对比模拟结果,分析3种算法用于研究岩石侵彻问题的优势和不足。研究表明:Lagrange算法的计算效率最高,计算精度高,但存在单元畸变、无撞击溅射、无后坑区等问题;SPH算法的计算效率最低,但模拟效果良好;SPH-Lagrange耦合算法兼具二者优势,但会导致应力滞后和应力波不稳定衰减。在大型模拟中应优先选用Lagrange算法和SPH-Lagrange耦合算法。; 靳绍虎刘科伟黄进杨家彩靳少博; 关键词：弹体侵彻

不耦合装药下岩石爆破块体尺寸的分布特征: 2024年; 通过不同装药结构下立方体红砂岩小型爆破实验,分析了岩石的损伤程度和破坏模式,同时引入三参数极值分布函数量化岩石爆破块体尺寸分布特征。此外,根据岩样R1的爆破实验结果进行了有限元数值模型验证,基于验证的模型展开了岩石单孔爆破损伤破裂行为的模拟,讨论了径向、轴向不耦合系数和耦合介质对岩石破碎效果的影响。结果表明,三参数极值分布函数可以较好地表征岩石爆破后破碎块体尺寸分布特征,块体平均尺寸随着不耦合系数的减小呈线性降低趋势,且破碎块度趋于均匀。通过比较不同耦合介质装药时岩石内部的能量分布特征和破坏体积发现,水作为耦合介质时,爆炸能量的传递效率最高,其次分别是湿砂和干砂,空气的能量传递效率最低。结合等效波阻法计算的理论应力透射系数可以很好地反映不耦合装药时岩石的破碎程度。; 马泗洲刘科伟杨家彩李旭东; 关键词：不耦合装药

大型复杂地质体三维数值模型构建方法比较研究被引量：23: 2016年; 真实地质体三维数值模型构建是进行岩体工程数值分析面临的难题,开展大型复杂地质体三维数值模型构建方法比较研究具有重要意义。以3DMine数字化模型为基础,提出了3DMine-FLAC^(3D)耦合建模方法和3DMine-Surfer-RhinoANSYS-FLAC^(3D)多软件耦合建模方法,详细阐述了各建模方法具体步骤,深入分析了各建模方法优缺点及适用性,通过对比各建模方法的优势与短板,取长补短,改进了3DMine-FLAC^(3D)耦合建模方法存在的缺陷,解决了复杂地质体三维数值模型构建难题。以广西铜坑矿锌多金属矿体开采为背景,利用大型复杂地质体三维数值建模方法,构建了锌多金属矿三维数值模型,分析了矿体上行开采地表沉陷规律。研究成果对准确构建大型复杂地质体三维数值模型具有重要指导作用。; 陈庆发杨家彩高远牛文静陈大鹏刘俊广; 关键词：复杂地质体三维建模

不同地应力下爆破振动效应分析被引量：10: 2019年; 为研究岩石在不同地应力下的爆破振动效应,选择经验证过的岩石本构,利用ANSYS/LS-DYNA隐式—显式序列求解方法,对不同侧压力系数下岩石爆破过程进行数值分析。分别构建了侧压力系数为0.1、0.5、1.0、2.0、4.0条件下的计算模型,数值模拟结果表明:初始地应力对爆破有较强的抑制作用,岩石破碎区受侧压力系数的影响较小,爆破裂纹优先向较大的地应力方向延伸;岩石质点振动速度峰值(PPV)到达时间不受侧压力系数的影响;当侧压力系数小于1.0时,水平方向的质点振动速度峰值大于竖直方向;当侧压力系数大于1.0时,竖直方向的质点振动速度峰值大于水平方向。; 李萧翰刘科伟杨家彩李旭东; 关键词：爆破振动 ANSYS/LS-DYNA 地应力侧压力系数

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杨家彩