Исследование динамического поведения и эволюции энергии в точке резкого изменения горного взрыва на основе трехмерных дискретных элементов

WEI Rui ,  

ZHAO Cheng ,  

QIAN Yuan ,  

摘要

Динамическое поведение и эволюция энергии в момент внезапной нестабильности горного взрыва являются ключом к раскрытию механизма формирования горного взрыва. С использованием теории нестабильности и теории жесткости был разработан трехмерный дискретно-элементный численный моделирующий образец комплекса горного взрыва и окружающей горной массы, а также с помощью вторичной разработки реализована визуализация процесса эволюции системной энергии, смоделировано явление выброса при горном взрыве. На этой основе исследованы временные характеристики системной нестабильности в точке резкого изменения, динамическое поведение спонтанного перехода между статическим и динамическим состояниями и связь эволюции системной энергии, а также рассмотрены динамические механизмы возникновения катастроф горного взрыва. Результаты показывают: в точке резкого изменения горный взрыв достигает пикового напряжения немного раньше окружающей горной массы, после пика в теле горного взрыва происходит собственное разрушительное размягчение, что создает активное разгрузочное воздействие на окружающую горную массу, приводя к снижению напряжения; разгруженная окружающая горная масса быстро отскакивает к телу горного взрыва и за счет выполнения работы аккумулирует упругую энергию в теле горного взрыва, обе энергии мгновенно высвобождаются одновременно, что вызывает выброс блока; в этом процессе положительная обратная связь взаимодействия двух подсистем ускоряет процесс разрушения и в конечном итоге вызывает динамическую нестабильность.

关键词

горный взрыв;точка резкого изменения;динамическое поведение;эволюция энергии;дискретные элементы

阅读全文