基于HJC模型的深部岩石爆破裂纹受不耦合系数影响的模拟研究

来源：振动与冲击杂志2025年第3期北京时间：

作者：何家辉，胡义锋hjhofsun

单位：西安理工大学土木建筑工程学院，西安710048

摘要：在深部岩石爆破开挖中，装药不耦合系数对岩石的破裂程度和损伤范围具有显著影响。首先基于已有实验数据标定Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型参数，使用有限元软件LS-DYNA引入额外的失效准则以更准确地描述模型拉伸损伤情况，并通过模拟岩石单孔爆破实验和利用经验公式验证模型的合理性；其次，研究不耦合系数和围压与爆破裂隙区范围间的关系，分析不耦合系数变化对粉碎区和炮孔周围环向应力场动态演化过程的影响。研究结果表明：不耦合系数和围压共同决定裂纹的扩展行为，不耦合系数增加，导致环向拉应力减小，径向裂纹扩展效应减弱，而围压的提升限制了裂纹的扩展，改变了径向裂纹的扩展范围；双向等值围压下，裂隙区范围随着不耦合系数和围压的增大呈先陡后缓的缩减趋势，围压对控制裂纹范围占主导地位；构建描述不耦合系数和侧压力系数对裂隙区范围影响的关系式，认为裂纹扩展具有明显的方向性，并根据其中关系，以期能够为深部岩石爆破中实现爆破裂纹的精细化控制，优化岩石破碎效率提供参考。<br>

关键词：深部岩石爆破；HJC模型；不耦合系数；爆破裂纹；数值分析