Estudio del comportamiento dinámico y la evolución de la energía en el punto de cambio repentino del estallido de roca basado en elementos discretos tridimensionales

WEI Rui ,  

ZHAO Cheng ,  

QIAN Yuan ,  

摘要

El comportamiento dinámico y la evolución de la energía en el momento de la inestabilidad repentina del estallido de roca son clave para revelar el mecanismo de formación del estallido de roca. Basándose en la teoría de la inestabilidad y la teoría de rigidez, se diseñó un modelo numérico tridimensional por elementos discretos del espécimen combinado de explosión de roca y roca circundante, y mediante un desarrollo secundario se logró la visualización del proceso de evolución de la energía del sistema, simulando el fenómeno de lanzamiento del estallido de roca. Con base en esto, se estudian las características temporales de la inestabilidad del sistema en el punto de cambio repentino, el comportamiento dinámico de la transición espontánea entre el estado estático y dinámico y la relación con la evolución de la energía del sistema, explorando el mecanismo de catástrofe dinámica del estallido de roca. Los resultados muestran: en el punto de cambio repentino, el cuerpo del estallido de roca alcanza un esfuerzo pico ligeramente antes que la roca circundante; después del pico, la ruptura y debilitamiento propios del cuerpo del estallido causan una descarga activa en la roca circundante, haciendo que su esfuerzo pase de aumentar a disminuir; la roca circundante descargada experimenta una rápida deformación de rebote hacia el cuerpo del estallido y, a través del trabajo realizado, la energía elástica almacenada converje hacia el cuerpo del estallido; ambas energías son liberadas al instante simultáneamente por el cuerpo del estallido, causando el lanzamiento del bloque; durante este proceso, el mecanismo de retroalimentación positiva formado por la interacción de los dos subsistemas acelera gradualmente el proceso de ruptura, provocando finalmente una inestabilidad dinámica.

关键词

estallido de roca;punto de cambio repentino;comportamiento dinámico;evolución de la energía;elementos discretos

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