水压致裂过程的弹塑性细胞自动机模拟

利用自行研发的弹塑性细胞自动机模型和模拟系统，建立了非均质岩石水压致裂过程的细胞自动机模拟方法.该方法能够反映流体在水力梯度作用下进入新生微裂隙、形成新的流体渗流边界而对该边界产生张拉效应，并引起微裂隙的进一步扩展、贯通，最终形成宏观裂纹的过程，可以方便地进行水压致裂过程中边界条件和水力参数的动态更新.同时，研究了不同均质度和井筒内径对水压致裂行为的影响.结果表明，随着井筒内径增加，极限水压力降低，而破裂模式基本相似，模拟结果与典型实验现象吻合较好.     

泡沫混凝土回填层在坑道中的耗能作用

为了研究泡沫混凝土耗能层的作用机理及其对坑道结构动力响应的影响,根据某工程实例,建立了地冲击波作用下Ⅳ类岩体中坑道结构响应的计算模型。利用LS-DYNA有限元软件,分别计算了无耗能层和增设泡沫混凝土耗能层两种情况下坑道结构的动力响应,提出了混凝土耗能层的作用机理。计算结果表明,增加泡沫混凝土耗能层后,坑道结构的应力峰值衰减了95%以上,加速度和位移等运动参数也有不同程度的降低。泡沫混凝土耗能层能够明显减小结构的动力响应,可以用来构筑较理想的结构消波吸能型式。     

坑道口部温压炸药爆炸热效应与冲击波传播规律实验研究

为研究坑道约束作用对于温压炸药爆炸释能过程的影响规律,基于典型长直坑道开展了口外、堵口和口内3种爆炸模式的温压炸药爆炸实验研究。结合多种测试技术对爆炸热效应特征参数以及冲击波压力进行了研究,分析了火球尺寸、辐射亮度、温度变化趋势等热效应参数,阐明了冲击波波形演化过程、冲击波超压峰值、正相作用时间和冲击波比冲量等特征参数的变化规律。研究结果表明,在近坑道口爆炸时,温压炸药中铝粉的后燃反应强度会随着约束增强而不断增强,形成的火球高温范围更广,冲击波强度更高。在形成稳定波形后,口内爆炸正压作用时间为口外爆炸的1.43～1.57倍,冲击波超压峰值当量相当于口外爆炸的2倍。