孙金山，张鸿昱，闫国华,贾永胜,赵国堂，姚颖康,谢全民

(1.江汉大学 a.精细爆破国家重点实验室;b.爆破工程湖北省重点实验室，武汉 430023；2.中国国家铁路集团有限公司，北京 100844)

数值模拟是开展工程爆破理论与技术研究的重要手段，当对大规模炮孔产生的荷载或爆破振动进行数值模拟时，爆炸荷载的施加是其重点和难点。目前，爆破荷载的模拟和施加主要有三种技术途径：一是建立炮孔及炸药单元，利用炸药材料的爆轰产物状态方程来模拟爆炸荷载，并直接施加在炮孔壁上；二是直接在孔壁上施加一个随时间变化的均布压力；三是不考虑炮孔的形状，仅在炮孔中心连线(面)上施加等效均布荷载。

第一种技术途径中的爆轰产物状态方程是计算爆轰产物压力、体积、温度等物理量之间的数学方程，国内外学者曾提出了BKW[1]、JCZ[2]、VLW[3]、Davis[4]、JWL等多种模型[5]。其中，JWL状态方程在爆炸数值模拟中应用广泛[6-8]，然而，该方程中大量的未知参数需要通过圆筒试验及流体动力学计算来确定，且其忽略了岩石破碎及气体逸出过程的影响。因此，在实际计算过程中，人们多采用互相参考的方式来近似确定其计算参数，其输出结果的可靠性与实际荷载间的差异性往往难以考证。同时，采用该数值模拟方案时需要建立非常精细的炮孔及炸药单元，需要花费大量的建模及计算时间。

第二种技术途径直接在孔壁上施加均布压力，不需要设置复杂的炸药材料参数，且可适用于更多的具有动力计算模块的数值模拟软件。……