基于RHT模型的胶结充填体动力学特性数值模拟研究

作者：程爱平; 李鑫鹏; 尹东; 王平; 郑先伟

来源：金属矿山, 2023, 1-12.

• 胶结充填体
• 动态强度
• 入射能
• 破坏模式
• RHT模型

胶结充填体作为人工矿柱，在地下爆破开采中经常受到冲击荷载作用，其稳定性受到严重影响。基于RHT（Riedel-Hiermaier-Thoma）损伤本构模型，利用ANSYS/LS-DYNA软件开展不同冲击速率（2，3，4，5 m/s）下不同灰砂比（1:4，1:6，1:8）胶结充填体的SHPB动态冲击数值模拟试验研究，探讨胶结充填体动态抗压强度、强度增长因子、吸收能与冲击速率之间的关系，阐明胶结充填体动态破坏模式及破坏过程。研究结果表明：胶结充填体试件的动态抗压强度、动态强度增长因子均随冲击速率的增加而增大，且相同冲击速率下灰砂比越高，胶结充填体的动态抗压强度越大，但动态强度增长因子反而越小；胶结充填体吸收能随着冲击速率增加而逐渐递增，呈线性增长趋势，且灰砂比越高吸收能增长越快；胶结充填体破坏过程表现为试件端部首先出现损伤，轴向、横向裂纹依次出现，裂纹扩展直至贯穿并向内部发展，最终完全破坏，失去承载能力；以上结论同时验证了RHT模型参数取值的准确性，RHT损伤本构模型的成功应用，为开展胶结充填体动力学特性相关数值研究提供了参考。