双孔岩石微差爆破：模拟与分析

双孔岩石微差爆破模拟

1. 模型建立背景

以某新建高速铁路沿线路基边坡爆破开挖为例，使用LS-DYNA动力有限元软件建立了双孔微差起爆模型。

数值模型使用ANSYS建立，炸药、空气、岩石均采用SOLID164单元，爆炸持续时间短，短时间内产生巨大能量，起爆过程中炸药、空气单元网格尺寸变化很大，若采用共节点算法极易造成计算不收敛而停止，故岩石采用Lagrange算法，空气和炸药采用ALE算法，并进行流固耦合计算，其中岩石为固体，炸药和空气为流体。

炸药与空气使用*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP命令绑定多物质组，使用*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID关键字控制流固耦合计算。岩石材料选用PLASTIC_KINEMATIC模型，因只做简单计算，所以并未进行损伤控制，损伤控制可使用*MAT_ADD_EROSION关键字来定义岩石失效判断依据，模拟爆破过程中裂纹的产生和损伤范围。

模型中PART1为岩石，PART2为空气，PART3和PART4为炸药。空气体积大于岩石体积，装药方式为耦合装药，起爆间隔2ms，模型如下：

模型四周和底面施加无反射边界条件，

*BOUNDARY_NON_REFLECTING

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2. 计算结果

不同时刻应力Misc云图：

H114227单元监测点速度时程曲线：

H114227单元压力时程曲线:

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