《高應力區岩體的爆破破裂機制及其數值分析方法》是依託武漢大學，由陳明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高應力區岩體的爆破破裂機制及其數值分析方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳明
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以大型水利水電工程爆破開挖中岩石破裂過程為研究主線，採用理論分析、試驗與數值模擬相結合的研究方法，研究高應力區岩體的爆破破裂機制及其數值分析方法。通過分析開挖擾動下岩體應變能的儲存及釋放過程，提出岩體應變能變化的計算方法；研究爆炸荷載與開挖瞬態卸荷耦合作用下岩體裂紋的擴展失穩機制，建立應變率相關的岩體裂紋擴展失穩分析模型；研究流固耦合分析系統的空間與時間離散方法，基於有限元與離散元耦合方法FEMDEM與多相流模型Multiphase Fluidity，開發爆破破岩流固耦合分析套用模組及程式接口，提出相應的岩體爆破破裂過程的流固耦合數值分析方法，揭示高地應力區岩體的爆破破裂全過程。研究成果可為量化評價爆生氣體與爆炸衝擊波對高應力區岩體破裂影響及高應力區岩體爆破破裂範圍提供理論依據和分析方法，在我國大型水利水電工程建設、交通工程建設及礦山開採等領域具有廣闊的工程套用前景。
結題摘要
本項目以大型水利水電工程爆破開挖中岩石破裂過程為研究主線，採用理論分析、試驗與數值模擬相結合的研究方法，研究了高應力區岩體的爆破破裂機制及其數值分析方法，主要研究內容有以下三個方面：（1）爆破開挖條件下高應力區岩體應變能的變化過程、（2）爆破開挖對岩體裂紋擴展失穩的擾動機制、（3）岩體爆破破裂過程的數值分析方法。通過項目研究，揭示了開挖擾動下岩體應變能的儲存及釋放過程，以及爆炸荷載與開挖瞬態卸荷耦合作用下岩體裂紋的擴展失穩機制，開發了基於有限元與離散元耦合方法FEMDEM與多相流模型Multiphase Fluidity的岩體爆破破裂流固耦合數值分析方法，採用流固耦合數值模擬方法模擬了高地應力區岩體的爆破破裂全過程。研究成果為量化評價爆生氣體與爆炸衝擊波對高應力區岩體破裂影響、高應力區岩體爆破破裂範圍及其節理岩體位移突變提供了理論依據和分析方法，在我國大型水利水電工程建設、交通工程建設及礦山開採等領域具有廣闊的工程套用前景。結合項目研究，在《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》、《Journal of Computational Physics》、《岩石力學與工程學報》及《爆炸與衝擊》等期刊上發表學術論文15篇，其中SCI收錄論文3篇，EI收錄論文6篇。另外，獲授權發明專利4項，受理髮明專利4項，實用新型專利2項，培養畢業研究生5名，在讀研究生2名。
