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题名平面P波入射圆形夹塞动应力集中规律研究
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作者
陶明
姚靖
李夕兵
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机构
中南大学资源与安全工程学院
深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点实验室
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出处
《黄金科学技术》
CSCD
2022年第5期691-703,共13页
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基金
国家自然科学基金面上项目“动力扰动遇含夹塞体硐室散射引起的围岩动态应力集中与破裂规律”(编号:12072376)资助。
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文摘
在地下矿山的爆破开挖过程中,爆破地震波对夹塞周边围岩的稳定性具有重要的影响。为了研究平面P波作用下夹塞的动应力集中情况,以爆破地震波中的平面P波作为研究对象,利用波函数展开法以及Fourier积分得到了瞬态波入射夹塞的动应力集中因子的解析解。分析了围岩和夹塞的剪切弹性模量、泊松比及波数对动应力集中因子的影响。结果表明:低波数时瞬态波在夹塞周围产生更大的动应力集中因子。利用有限元软件LS-DYNA建立了波入射含夹塞岩体的数值模型,计算瞬态波在夹塞处的散射和应力集中,获得了夹塞周边的压力云图、有效应力云图以及破坏情况。研究结果验证了数值计算的正确性,并且得到破坏区域即为应力集中因子最大位置。
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关键词
应力波
平面p波
圆柱形夹塞
瞬态p波散射
动应力集中因子
波数
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Keywords
stress wave
plane p wave
cylindrical inclusion
transient p wave scattering
dynamic stress concentration factor
wave number
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分类号
TD313
[矿业工程—矿井建设]
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题名平面P波入射具有不完美界面圆形夹塞的动态响应特性
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作者
陶明
姚靖
李夕兵
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机构
中南大学资源与安全工程学院
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出处
《爆破》
CSCD
北大核心
2022年第3期25-32,63,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(12072376)。
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文摘
夹塞与介质的交界面并非总是完美界面,即位移应力在边界上并非是连续且相等的,入射P波在不完美界面发生的动态响应与在完美界面的动态响应有所差别。为了研究平面P波在具有不完美界面夹塞上的动应力响应情况,引入弹簧模型作为不完美界面模型,该界面模型假定为厚度无穷小且无惯性的弹性粘结层。利用波函数展开法计算平面P波入射时不完美界面周边的动应力集中因子。分析了弹簧模型的重要参数弹簧刚度对动应力集中因子的影响。计算结果表明:弹簧刚度对低波数时的动态响应有明显影响,而随着波数的增大这种影响会逐渐减弱,同时在高波数时能观察到共振散射现象。采用常见的地震波子波—雷克子波作为瞬态扰动波形,基于稳态结果利用Fourier变换得到瞬态波入射时不同弹簧刚度条件下的瞬态响应。瞬态DSCF变化情况与稳态条件下相似,但是幅值有所增加。另外,雷克子波的主频与瞬态DSCF成负相关。
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关键词
平面p波
圆柱形夹塞
不完美界面
瞬态p波散射
动应力集中因子
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Keywords
plane p wave
circular inclusion
imperfect interface
transient p-wave scattering
dynamic stress concentration factor
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分类号
TD235.3
[矿业工程—矿井建设]
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