平面P波入射圆形夹塞动应力集中规律研究

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。