由
图3(a)可知,随着爆心距的增大,峰值压力快速降低并趋于稳定。炸药爆炸产生的冲击波直接作用于炮孔壁,使测点
A压力极高。FEM法孔壁压力峰值为573 MPa,而SPH-FEM耦合法仅为111 MPa,二者相差462 MPa。一方面,由于SPH法允许岩石与炸药粒子发生滑移和错动大变形的机制优于FEM法,压缩波通过这些区域时,部分转化为剪切波,反射波出现明显的幅值突变特征,导致SPH法下孔壁压力低于FEM法。另一方面,孔壁压力的剧增使模型FEM网格发生畸变,畸变网格阻碍体积变化,致使孔壁处产生虚假高压。反观SPH的拉格朗日粒子框架则天然规避了网格畸变问题。当爆心距超过26 cm之后,2种算法计算的压力迅速接近;当爆心距达到109 cm后,峰值压力均低于10 MPa,未对岩体造成损伤。在
图3(b)中,
A、
B两测点有效应力变化趋势与有效应力峰值基本接近且数值最高,表明两测点均处于粉碎区。
C测点之后,FEM法的有效应力高于SPH-FEM耦合法。在近场范围(26~50 cm)内,2种算法模拟的有效峰值应力衰减速率存在显著差异;进入远场范围(>67 cm)后,这种差异逐渐消失,应力衰减行为表现出良好的一致性。