(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111278795.9 (22)申请日 2021.10.31 (71)申请人 中国能源建 设集团广西水电工程局 有限公司 地址 530000 广西壮 族自治区南宁市明秀 东路1号 (72)发明人 罗远耀　卢山　张炎光　武巧焕　 李果龙　颜思扬　 (74)专利代理 机构 宜昌市三峡专利事务所 42103 代理人 成钢 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 单临空面岩塞爆破数值仿真 反演分析方法 (57)摘要 一种单临空面岩塞爆破数值仿真反演分析 方法， 通过建反演分析模型、 反演分析参数选取 和数值仿真反演分析计算对单临空面岩塞爆破 数值仿真、 反演和分析， 建反演分析模型采用 ABAQUS/Explicit平台， 包括爆破参数初选试验 模型、 爆破参数优化试验模型和贯通爆破试验模 型， 反演分析参数选取包括计算参数选取和初始 地应力选 取， 数值仿真反演分析计算包括爆破参 数初选试验、 爆破参数优化试验和贯通爆破试 验， 最终获取贯通爆破试验中的动能时程， 判断 其曲线中的陡增时刻是否与起爆网路的延期时 间相对应 。 权利要求书1页 说明书5页 附图7页 CN 114004118 A 2022.02.01 CN 114004118 A 1.一种单临 空面岩塞爆破数值仿真反演分析 方法， 其特 征是， 它包括如下步骤： 步骤1， 建反演分析模型， 采用ABAQUS/Explicit平台建立包括爆破参数初选试验模型、 爆破参数优化试验 模型和贯 通爆破试验 模型； 步骤2， 反演分析参数选取， 包括计算 参数选取和初始地应力选取； 步骤3， 数值仿真反演分析计算， 包括爆破参数初选试验、 爆破参数优化试验和贯通爆 破试验。 2.根据权利要求1所述的单临空面岩塞爆破数值仿真反演分析方法， 其特征是： 在步骤 2中， 炸药材料采用JWL状态方程表述， 炸药的基本物理参数参考爆破器材试验成果进行取 值， 即炸药JWL状态方程参数表， 并结合爆破参数初选试验及爆破参数优化试验， 经反复试 算最终获得能够同时完全反映上述两次试验结果的材料参数， 即围岩本构模型基本参数 表； 根据爆破试验设计， 设置各孔的起爆时间与孔口、 孔底起爆点 坐标。 3.根据权利要求1所述的单临空面岩塞爆破数值仿真反演分析方法， 其特征是： 在步骤 2中， 计算参数选取时， 采用Rayleigh阻尼， 设阻尼比为0.05， 并取场地的第一、 三两阶振动 频率依据 计算获得场地模型的质量与刚度比例阻尼系数， 式中， α、 β 分 别为质量和刚度比例阻尼系数； ξ 为阻尼比， 取为0.0 5； ω1、 ω3分别为第一、 三阶振动频率。 4.根据权利要求1所述的单临空面岩塞爆破数值仿真反演分析方法， 其特征是： 在步骤 2中， 初始地应力选取时， 为保证计算结果的精度， 采用预定义场对场地模型施加初始地应 力， 以爆破参数初选试验给出地应力获取后的应力云图； 计算初始时刻施加重力， 即g＝ 9.81m/s2， Z轴负向， 以达 到内、 外力平衡。 5.根据权利要求1所述的单临空面岩塞爆破数值仿真反演分析方法， 其特征是： 在步骤 3中， 爆破参数初选试验时， 按炸药JWL状态方程参数表和围岩本构模型基本参数表的计算 参数进行仿真计算， 计算结果与爆破参数初选试验结果趋于一致， 获取爆破参数初选试验 不同时刻爆破 破岩效果图， 分析整个模型的动能演化过程。 6.根据权利要求1所述的单临空面岩塞爆破数值仿真反演分析方法， 其特征是： 在步骤 3中， 爆破参数优化试验时， 同样按照炸药JWL状态方程参数表和围岩本构模型基本参数表 的计算参数进行仿真计算， 获取爆破参数优化试验不同时刻爆破破岩效果， 再忽略了初始 的延期时间， 分析整个模型的动能演化过程。 7.根据权利要求1所述的单临空面岩塞爆破数值仿真反演分析方法， 其特征是： 在步骤 3中， 贯通爆破试验时， 也按照炸药JWL状态方程参数表和围岩本构模型基本参数表的计算 参数进行仿真计算， 计算结果 实现贯通， 获取贯通试验不同时刻爆破破岩效果图， 分析贯通 爆破试验中的动能时程， 判断起爆网路的延 期时间是否满足单临 空面岩塞爆通、 成型要求。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114004118 A 2单临空面岩塞爆破数值仿真反演分析方 法 技术领域 [0001]本发明属于岩塞爆破地震效应分析技术领域， 涉及一种单临空面岩塞爆破数值仿 真反演分析 方法。 背景技术 [0002]岩塞部位地层岩性为燕山晚期雅亮单元(K1y)花岗岩， 夹有辉绿岩脉。 岩塞体覆盖 层零星分布， 覆盖层厚度为1.0 m～1.1m， 主要以弱～微风化花岗岩为主， 弱风化厚度约1.0 m ～5.2m， 其余均为微风化， 属于有利的地质条件， 弱风化岩整体较整， 为弱透水， 具有一定的 自稳能力。 [0003]岩塞爆破通常分为单临空面和双临空面， 条件下两者的力学环境存在很大差别， 岩塞爆破起爆网路复杂、 工序多、 爆破作业时间长， 正常情况下都需要若干天的时间， 这对 爆破器材的性能提出了 极其严格的要求， 包括抗水性炸药、 导爆索、 非电高精度导爆管雷管 等。 [0004]鉴于单临空面岩塞爆破施工影响因素复杂， 前期由于预测分析初步选取的岩体物 理参数及炸药性能参数与实际情况差异 性很大， 且地勘 报告中的材料参数并不能直接适用 于受拉损伤本构， 因此为确定 围岩在真实自然受力状态下 的拉伸破坏 阈值， 有必要对爆破 数值进行仿真反演分析。 发明内容 [0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种单临空面岩塞爆破数值仿真反演分析方 法， 采用建反演分析模型、 反演分析参数选取和数值仿真反演分析计算对单临空面岩塞爆 破数值仿真、 反演和分析， 建反演分析模型采用ABAQUS/Explicit平台， 包括爆破参数初选 试验模型、 爆破参数优化试验模型和贯通爆破试验模型， 反演分析参数选取包括计算参数 选取和初始地应力选取， 数值仿真反演分析计算包括爆破参数初选试验、 爆破参数优化试 验和贯通爆破试验， 最终获取贯通爆破试验中的动能时程， 判断其 曲线中的 陡增时刻是否 与起爆网路的延 期时间相对应。 [0006]为解决上述技术问题， 本发明所采用的技术方案是： 一种单临空面岩塞爆破数值 仿真反演分析 方法， 它包括如下步骤： [0007]步骤1， 建反演分析模型， 采用ABAQUS/Explicit平台建立包括爆破参数初选试验 模型、 爆破参数优化试验 模型和贯 通爆破试验 模型； [0008]步骤2， 反演分析参数选取， 包括计算 参数选取和初始地应力选取； [0009]步骤3， 数值仿真反演分析计算， 包括爆破参数初选试验、 爆破参数优化试验和贯 通爆破试验。 [0010]在步骤2中， 炸药材料采用JWL状态方程表述， 炸药的基本物理参数参考爆破器材 试验成果进 行取值， 即炸药JWL状态方程参数表， 并结合爆破参数初选试验及爆破参数优化 试验， 经反复试算最终获得能够同时完全反映上述两次试验结果的材料参数， 即围岩本构说　明　书 1/5 页 3 CN 114004118 A 3