平面P波入射圆形夹塞动应力集中规律研究

来源：黄金科学技术杂志2022年第5期北京时间：

作者：陶明,姚靖,李夕兵

单位： 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083, 深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点实验室，湖南 长沙 410083

摘要：在地下矿山的爆破开挖过程中，爆破地震波对夹塞周边围岩的稳定性具有重要的影响。为了研究平面P波作用下夹塞的动应力集中情况，以爆破地震波中的平面P波作为研究对象，利用波函数展开法以及Fourier积分得到了瞬态波入射夹塞的动应力集中因子的解析解。分析了围岩和夹塞的剪切弹性模量、泊松比及波数对动应力集中因子的影响。结果表明：低波数时瞬态波在夹塞周围产生更大的动应力集中因子。利用有限元软件LS-DYNA建立了波入射含夹塞岩体的数值模型，计算瞬态波在夹塞处的散射和应力集中，获得了夹塞周边的压力云图、有效应力云图以及破坏情况。研究结果验证了数值计算的正确性，并且得到破坏区域即为应力集中因子最大位置。

关键词：应力波,平面P波,圆柱形夹塞,瞬态P波散射,动应力集中因子,波数

基金资助：国家自然科学基金面上项目“动力扰动遇含夹塞体硐室散射引起的围岩动态应力集中与破裂规律”(12072376)