杨泽进，李 义，王嘉乐

（太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024）

柱状装药爆轰方向的研究

杨泽进，李 义，王嘉乐

（太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024）

针对爆破中提高爆破质量和更好保护周围环境的问题，利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA，动态模拟柱状装药的爆破冲击过程，从等效应力云图和主应力-时间历程曲线分析，探究柱状装药爆炸中爆轰方向对应力波和主应力的影响情况，得出了柱状装药爆破中可用炸药爆轰方向来调整作用于岩体破碎能量的结论。

柱状装药；爆轰方向；动态模拟；数值计算

本文利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA，采用ALE算法动态模拟柱状装药的爆破冲击过程，探究爆轰方向对爆炸应力分布的影响情况，得出了一些大爆破柱状装药中可用爆轰方向来控制能量分配的有益结论。

1 数值模拟计算

建模时的岩体模型尺寸按柱状装药长度的3倍左右，岩体为100 mm×100 mm×500 cm，柱状装药为12 cm×12 cm×120 cm，炸药置于岩体模型的中心。根据结构对称性和可视化,为了节约计算时间，可用1/4模型为研究对象，计算区域为50cm×50 cm×500 cm的矩形体，炸药区域为6cm×6 cm×120 cm的小矩形体，炸药区域位于计算区域的轴对称线中心，见图1。

起爆方式从柱状装药下端面起爆。网格划分采用爆炸近场网格密，中远场网格疏的不等距网格。积分时间长为1200us，步数为200步。

数值计算的岩体采用塑性随动硬化材料(*MAT_PLASTIC_KINEMATIC)，其基本力学参数[1]如表1所示。

炸药单元的材料采用高能炸药材料（*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN），炸药爆轰过程中压力和比容关系[2]如下：

式中：A、B、R1、R2、W为JWL状态方程参数（试验确定的常数），如表2所示，为输入参数；……