Численное моделирование динамических откликов и кумулятивного повреждения подземных полостей при многократных взрывах

Атака подземных полостей бронебойными бомбами обычно включает серию последовательных взрывов. Для оценки динамических откликов и кумулятивного повреждения подземных полостей при многократных взрывах, на основе экспериментальной модели в уменьшенном масштабе использована модифицированная модель Riedel–Hiermaier–Thoma (RHT) в конечно-элементном программном обеспечении LS-DYNA для построения модели подземной полости, подвергающейся четырём взрывам над сводом. Приведены характеристики затухания сейсмической волны и законы эволюции кумулятивного повреждения окружающей породы в процессе четырёх взрывов. Сравниваются также смещение свода, деформация стенки полости и повреждение полости с анкерной поддержкой (рёберные болты) и без таковой. Результаты показывают, что пик давления всё сильнее затухает в трёх последних взрывах. Окружная деформация стенки полости меняется от растяжения к сжатию от свода к углу. Повреждение окружающей породы по левую и правую стороны от источника взрыва убывает с увеличением расстояния от него, при этом кривая затухания имеет обратную форму «S». Кроме того, скорость затухания по кривой уменьшается с каждым взрывом. Многократные взрывы не меняют размер дроблёной (раздавленной) зоны, но увеличивают область зоны трещин. С каждым взрывом кумулятивное повреждение окружающей породы необратимо возрастает, однако приращение повреждения уменьшается. Кумулятивное повреждение окружающей породы демонстрирует высоко нелинейную зависимость от последовательных взрывов, и эффект армирования болтами становится более заметным по мере повторения взрывов. Полученные результаты могут служить ориентиром при противовзрывном проектировании и способствовать оптимизации подземных инженерных сооружений.