水射流切槽定向聚能爆破模型及数值模拟研究

摘要：

提出了基于高压水射流切槽的定向聚能护壁爆破新方法，理论上分析了护壁材料对冲击波的削弱作用并推导出其应力波传播公式，分析了射流缝附近冲击波的叠加效应，并结合热激活理论和微裂纹成核理论，得出爆炸初期微裂纹主要分布在射流缝附近及其端部，而在爆炸中后期，爆生气体的准静态压力场对裂纹的持续扩展起主导作用，并在护壁材料、炸药聚能槽和射流缝的激励机制作用下，根据裂纹扩展模型得出射流缝附近及其端部的裂纹扩展最长；最后，应用 ANSYS ／LS-DYNA 软件并采用 ALE 算法对其进行数值模拟，其效果与理论模型基本相符：损伤区域在射流缝方向上明显大于护壁材料保护方向，裂纹在聚能和射流缝方向发育最长。

关键词：水射流、定向爆破、聚能、数值模拟

分类号：U455.6(隧道工程)

资助基金：国家重点基础研究发展计划资助973计划2014CB239203；教育部新世纪优秀人才支持计划NCET －12－0424

在线出版日期：2015-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：182-188