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基于CDEM的钻地弹侵彻爆炸全过程数值模拟研究
Numerical simulation for penetrating and blasting process of EPW based on CDEM

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冯春 1   李世海 1 *   郝卫红 2   葛伟 2  
文摘 提出了一种用于描述岩土介质在冲击载荷下渐进破坏过程的显式数值分析方法(CDEM) 。该方法将有限元及块体离散元进行有机结合,利用块体表征材料的弹性、塑性、损伤等连续特征,利用块体间的界面表征裂纹的萌生、扩展及贯通过程。利用CDEM分析了钻地弹的侵彻过程,提出了一种基于破裂度的岩土介质破碎程度评价方法,给出了侵彻面上破碎坑的基本形态及径向裂缝的分布,获得了冲击速度与侵彻深度的正相关关系。数值计算获得的破裂形态及侵彻深度与相关文献的实验及理论分析结果基本一致,证明了所述数值计算方法的正确性。基于一虚拟工况,借助CDEM,分析了钻地弹侵彻及爆炸的双重效应对周边岩体及地下构筑物的影响规律。
其他语种文摘 To simulate a progressive failure process of rock and soil under impact loads,an explicit numerical analysis method named CDEM was proposed. In this method,FE and block DE were well combined. Blocks were used to characterize elastic,plastic and damage features of materials. Interfaces among blocks were adopted to characterize processes of crack initiation,propagation and penetration. With CDEM,the penetrating process of an EPW was analyzed, and an evaluation method for rock and soil crushing degree based on the fracture degree was proposed. The basic pattern of crushing pits and the distribution of radial cracks on a penetrating surface were deduced,and the positive correlation between impact velocity and penetrating depth was gained. It was shown that the numerical results of crushing pattern and penetrating depth agree well with those of tests and theoretical analysis in references to verify the correctness of CDEM. Finally,based on a virtual case,the penetrating and blasting effects of an EPW on the surrounding rocks and underground structures were analyzed using CDEM.
来源 振动与冲击 ,2017,36(13):11-18,26 【核心库】
DOI 10.13465/j.cnki.jvs.2017.13.002
关键词 钻地弹 ; 侵彻 ; 爆炸 ; 数值模拟 ; 裂纹扩展 ; 破裂度
地址

1. 中国科学院力学研究所, 中国科学院流固耦合系统力学重点实验室, 北京, 100190  

2. 晋西工业集团有限责任公司, 太原, 030027

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1000-3835
学科 力学
基金 国家自然科学基金青年基金 ;  中国科学院战略性先导科技专项
文献收藏号 CSCD:6038554

参考文献 共 19 共1页

1.  Forrestal M J. An empirical equation for penetration depth of ogive-nose projectiles into concrete targets. International Journal of Impact Engineering,1994,15(4):395-405 CSCD被引 189    
2.  Forrestal M J. A spherical cavity-expansion penetration model for concrete targets. International Journal of Solids and Structures,1997,34(31):4127-4146 CSCD被引 118    
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17.  Feng C. A semi-spring and semi-edge combined contact model in CDEM and its application to analysis of Jiweishan landslide. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2014,6(1):26-35 CSCD被引 31    
18.  陈小伟. 动能深侵彻弹的力学设计(III):缩比实验分析. 爆炸与冲击,2006,26(2):105-114 CSCD被引 24    
19.  李世海. 基于破裂度的堆积层滑坡危险性分析方法. 岩石力学与工程学报,2013,32(增刊2):3909-3917 CSCD被引 4    
引证文献 14

1 赵安平 节理特性对应力波传播及爆破效果的影响规律研究 岩石力学与工程学报,2018,37(9):2027-2036
CSCD被引 11

2 赵海军 基于连续-非连续方法的裂隙破坏与相互作用研究 工程地质学报,2019,27(5):933-945
CSCD被引 9

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