冯 春， 李世海， 郝卫红， 葛 伟

(1. 中国科学院 力学研究所 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)

基于CDEM的钻地弹侵彻爆炸全过程数值模拟研究

冯 春1， 李世海1， 郝卫红2， 葛 伟2

(1. 中国科学院 力学研究所 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)

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。

钻地弹； 侵彻； 爆炸； 数值模拟； 裂纹扩展； 破裂度

钻地弹是打击敌方重要地下坚固军事目标，如地下掩体、地下指挥所、弹药库、地下发射基地等的有效武器。国内外的专家学者对钻地弹的侵彻能力进行了深入的研究。

在深层侵彻的理论研究中，Sandia国家实验室Forrestal等[1-3]的研究得到国际冲击工程界的公认，Forrestal等通过大量的实验，先后提出了以靶标单轴抗压强度为基础的钻地弹侵彻深度经验预测模型，及基于Mohr-Coulomb准则和最大拉应力准则的球形空腔膨胀模型。……