瓦斯爆炸对巷道壁面损伤破坏的数值模拟研究

发布时间：2021-08-07 03:40

　　为了研究巷道内瓦斯爆炸冲击波对巷道壁面结构的损伤破坏,利用ANSYS/LS-DYNA建立巷道瓦斯爆炸物理模型和数学模型,对掘进巷道瓦斯爆炸冲击波破坏特性进行数值模拟研究。结果表明:在巷道壁面边缘位置和中心位置超压测值较大,其壁面损伤相对更为严重;冲击波在巷道轴向壁面也会出现反射和叠加,导致整体超压峰值上下振荡波动;瓦斯爆炸后冲击波向开口方向传播,瓦斯区壁面受到的载荷最大,并逐渐向空气区加载扩散;随着爆炸冲击波能量衰减,而应力持续加载在壁面结构,压力集中对壁面结构施加静态破坏,最后超过其承受能力,导致巷道失稳破坏。研究结果可为优化巷道结构的设计提供理论参考。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

巷道物理模型

有限元模型

在掘进巷道封闭端壁面选取一系列目标点来记录爆炸冲击波破坏过程的参数变化,如图3所示,巷道内部沿高度方向(X轴)每隔0.2 m选取一个采集点,共选择5个采集点。巷道侧面长度方向(Y轴)每隔0.2 m选取一个数据采集点,共9个数据采集点。不同时刻下各测点超压时程曲线如图4所示。图4 封闭端壁面测点超压时程曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]爆炸冲击作用下预制节段拼装桥墩的动态响应与损伤分析[J]. 杨旭,张于晔,张宁.  爆炸与冲击. 2019(03)
[2]地下密闭空间燃气爆炸冲击波传播规律[J]. 陈国华,吴家俊.  天然气工业. 2017(02)
[3]爆炸作用下高层钢筋混凝土框架结构的连续倒塌机理分析[J]. 田力,付协伟.  科学技术与工程. 2016(03)
[4]近地面爆炸荷载作用下地下结构的动态响应研究[J]. 王宁,宋红玉.  科学技术与工程. 2015(35)
[5]柔性防护结构对爆炸冲击波衰减作用数值模拟[J]. 彭佳,刘春美,张会锁,石光明.  科学技术与工程. 2014(31)
[6]爆炸作用下地下岩石结构界面反射参数探讨[J]. 张宇,李国强,王志亮.  地下空间与工程学报. 2014(05)
[7]室内燃气爆炸冲击波的特性及传播规律[J]. 张秀华,王钧,赵金友,吴燕燕.  工程力学. 2014(S1)
[8]巷道拐弯对瓦斯爆炸影响的数值模拟研究[J]. 滑帅,梁金燕,王莉霞,梅甫定.  安全与环境工程. 2013(03)
[9]爆炸荷载作用下地铁隧道的冲击反应研究[J]. 孔德森,孟庆辉,张伟伟,张秋华.  振动与冲击. 2012(12)
[10]基于流固耦合算法的多孔铜爆炸压实数值模拟[J]. 张杰,赵铮,杜长星.  科学技术与工程. 2010(32)



本文编号：3327006