水压爆破的数值模拟

采用LS-DYNA有限元模拟方法建立了水压爆破模拟模型,并对水压爆破进行了数值模拟。提出了水压爆破壁体受首次冲击波、底板反射压缩波、对面壁体反射压缩波和气泡脉冲等四种荷载作用的观点,为水压爆破准静压作用的原理提供了依据。     

水压爆破拆除数值模拟

水压爆破作为一种炸药消耗量少、碎石飞散范围小的爆破方式,在城市建筑物和构建物的爆破拆除作业中得到了广泛应用。本文利用LS_DYNA有限元分析程序,通过与空气介质爆破效果进行对比,进一步研究水压爆破的作用原理和实用性。     

水压爆破的数值模拟

采用LS-DYNA有限元模拟方法建立了水压爆破模拟模型,并对水压爆破进行了数值模拟。提出了水压爆破壁体受首次冲击波、底板反射压缩波、对面壁体反射压缩波和气泡脉冲等四种荷载作用的观点,为水压爆破准静压作用的原理提供了依据。     

液态CO2爆破钻孔布置参数优化

为增加低渗透煤层透气性,优化液态CO2相变爆破钻孔布置参数,利用岩石损伤力学,对液态CO2相变爆破后应力波在煤体中的衰减、煤体损伤程度和致裂半径形成进行研究,分析CO2气爆增透的机理;采用ANSYS/LS-DYNA软件建立煤体气爆损伤模型,模拟爆破后钻孔周围煤岩损伤演化规律,基于损伤分布特征,确定爆破孔最优化布置参数....     

节理岩体爆破数值模拟研究

为了研究节理对岩体中应力波与爆炸能量传播的影响规律,利用动力有限元分析程序LS-DYNA分别对不同数量、宽度与充填强度的节理岩体爆破进行了数值模拟。模拟研究发现,不同赋存状态的节理均会影响爆炸应力波的传播,随着节理数量与宽度增多,波的反射增强,透射波强度减弱,应力波衰减程度加快,而充填强度越小,对应力波的阻隔作用越明显;爆炸能量在节理数量少、宽度小及充填强度大的岩体中衰减较慢,能量利用率高,爆破效果更好。     

超临界二氧化碳BLEVE机理数值模拟

 碳捕集与贮存及提高油田采收率（CCS-EOR）技术是节能减排的有效手段。本文以超临界CO₂为研究对象,采用数值模拟的方法（使用FLUENT 软件及可压缩形式的N-S 方程,采用SIMPLEC 求解有限差分方程,选用标准k-ε湍流模型,多相流模型选用FLUENT 自带的VOF（volume of fluid）模型）,对其在注入油管内发生沸腾液体扩展蒸气云爆炸（BLEVE）事故的初期过程进行模拟计算,建立并验证合理可靠的数学模型,分析容器内流场演化过程及压力、温度的变化过程,揭示超临界CO₂ BLEVE 过程的发生机理与变化规律。     

顶煤弱化爆破参数的数值分析

为提高坚硬厚煤层放顶煤开采回采率,本研究借助FLAC3D数值分析手段,对采用爆破技术弱化顶煤的参数进行数值模拟,最终获得装药量与煤岩体破坏程度、对钻孔周围介质的扰动频率、在钻孔周围介质中引起的剪应力大小三方面规律,为煤矿现场顶煤弱化爆破参数选择提供依据。     

节理岩体爆破破坏过程数值模拟

 针对目前常用的有限元和离散元等数值方法难以客观反映岩体中存在的大量断续节理和在外力作用下岩体破碎及块体运动的不足,提出采用最近新出现的数值方法——数值流形方法以解决目前岩体爆破中存在的上述问题.数值流形方法采用数学网格与物理网格以形成求解流形单元,很容易反映岩体中存在的众多初始节理,本文采用断裂力学准则模拟岩石节理和裂纹扩展,采用DDA中的块体运动学理论模拟块体运动,并通过算例对比分析了完整岩体和节理岩体爆破破坏模式的差异.模拟结果表明,节理存在对岩体爆破破坏模式有着重要影响,且其影响程度与节理的几何分布和物理力学性质有着密切关系.     

高填方路堤土中爆破数值模拟

 由于进行多次、大规模爆破成腔试验研究存在一定难度,本研究采用爆炸流体动力学数值分析方法,模拟土中爆腔形成和周围土体挤密效果。对现场爆破试验采集到的爆炸波波速进行分析,推导出土壤的相关参数,然后采用基于ANSYS/LS-DYNA中多物质ALE 算法,对土中爆破成腔进行分析,得到爆腔大小与土体压实度关系以及爆腔周围土体密度随爆心距变化关系,爆破成腔数值模拟结果与现场爆破试验结果具有较好的一致性。     

马蹄形隧道掏槽爆破三维数值模拟

文章利用ANSYS/LS-DYNA软件,采用三维数值计算方法,对马蹄形隧道掏槽爆破过程进行了动态模拟,得出一些有参考价值的结论。隧道岩石爆破时,应对危险区域进行监控,充分利用自由面对爆破效果的有利影响。     

双曲线冷却塔爆破拆除数值模拟研究

利用LS-DYNA对北京京丰热电厂95 m高钢筋混凝土双曲线冷却塔爆破拆除进行模拟分析,建立3种不同爆破切口角的有限元模型,研究切口角度对冷却塔影响,分析了正常的切口角度（234°）下冷却塔倒塌机理. 研究结果表明,较小的切口角度（210°）会造成冷却塔在倒塌过程中屈曲失稳,而较大切口角度（250°）时会造成支撑部位提前破坏,易出现后坐现象,两者均不利于倒塌的控制.      

危桥爆破拆除设计与数值模拟

目前,拆除爆破法越来越多地用于桥梁的拆除爆破。拆除爆破法能够很好地满足安全性和经济性要求,还能有效节约时间,它是一种高效、便捷的拆除方法。文章针对双孔危桥进行了拆除爆破设计,并进行数值模拟,爆破效果基本满足设计要求。     

岩石多孔爆破振动数值模拟研究

为研究多孔爆破条件下的岩体破碎和爆破振动,采用完全重启动数值模拟方法和拉格朗日算法计算岩体爆破破碎过程,获得了岩体特征点的爆炸振动数据,对数值模拟和现场监测特征点振动速度进行对比,二者比较吻合. 研究结果表明,采用拉格朗日算法和完全重启动数值模拟方法可以较好地描述多孔岩体爆破过程中各起爆段别破碎和振动情况.     

围岩损伤控制爆破数值模拟研究

为研究不同结构装药周边孔爆破对围岩损伤的影响规律,采用数值模拟方法开展了研究工作. 模拟结果表明,从获得良好爆破效果和降低围岩损伤的角度来看,在4种装药结构中,水+切缝管的效果最好,空气介质耦合时最差,中间依次为水介质耦合、空气+切缝管的装药结构. 因此在实际工程中,周边孔采用水+切缝管的装药结构,可适当增加炮孔间距或减小装药量,取得与其它装药结构相同的周边爆破效果,尤其对于松软破碎岩体爆破效果更加明显. 同时水的存在对于工作面的降尘和防止瓦斯爆炸等灾害事故的发生也具有一定的作用. 数值模拟结果与试验结果所得结论一致.      

斜井掘进爆破参数计算机模拟研究

1 掏槽眼爆破效率的统计分析为了能获得爆破效率高而又稳定的掏槽方式,根据铜矿斜井所穿过的岩层(主要为流纹岩)及水文地质资料,并以工程类比法进行指导,做了螺旋掏槽、楔形掏槽、似菱形掏槽,双螺线掏槽的爆破试验,证明楔形掏槽与直眼似菱形掏槽的爆破效果较好。对上面两种掏槽以正交设计方法设计出试验方案。通过分析计算知到垂直楔形掏槽爆破效率均值小于似菱形形掏槽的爆破效率。     

深孔水压爆破的数值模拟研究

利用LS-DYNA对深孔水压爆破过程进行了数值模拟,比较了水介质不耦合的深孔正反起爆以及不同炸药等因素对岩石作用效果的影响。结果表明,反向起爆的深孔爆破效果优于正向起爆,有利于自由面附近岩石的破碎,并且延长爆生气体压力作用时间约10%;梯-黑炸药对岩石同一位置质点的径向位移比TNT高出11%,炸药的能量越高,对岩石的破碎效果也越好。     

改善高韧性顶煤爆破效果的数值模拟

针对高韧性煤的弹性模量小且抗拉强度大,冒放性较差的问题,通过有限元软件LS-DYNA2D,对封闭煤体中爆炸过程进行了数值模拟,模拟结果表明顶煤的炮孔孔径的合理选取是改善高韧性冒放性较差的关键,煤体中质点压应力随着径向半径增大与时间的推移迅速减小的规律。离爆心近处,质点的压应力很大;离爆心远处,质点的压应力较小。得出了采用大药卷是改善高韧性冒放性较差主要途径。从而为改善高韧性冒放性较差的爆破参数优化提供了了一种切实可行的研究方法。     

盐水层二氧化碳封存主控因素数值模拟研究

将二氧化碳注入到地下盐水层中,通过一系列物理化学反应,最终将二氧化碳封存于地下,与生物圈隔离数百数千年,甚至更长时间,这种碳的处理方式将对全球碳循环产生深远影响。由于CO2在盐水层中受到孔隙半径、盐水类型等不同作用的影响,其封存形式主要分为:构造封存、水动力封存、溶解封存和矿物捕获封存。通过对具有3.65×106m3水体规模的氯化钠型盐水层模型进行的8种典型条件下CO2封存数值模拟研究,定量化地评价了1000年时间尺度下毛细管压力、岩石压缩系数和盐水矿化度三种因素对各封存形式和封存分量的影响,同时得到了CO2向盖层中上逸的速度,为将来盐水层CO2埋存的大规模实施提供理论依据。