Page 66 - 《爆炸与冲击》2026年第5期

第 46 卷 田浩帆，等： 基于PAWN全局敏感性分析与智能优化算法的岩石RHT本构参数反演 第 5 期

表示为：

Å ã β c
 ˙ ε f c
 p≥

 ˙ε 3
 c
 0


 Å ã β c Å ã β t
p+ f t /3 ˙ ε p− f c /3 ˙ ε f t f c
F r (ε) = − − ＜p＜ f (5)
 f c /3+ f t /3 ˙ ε t − f t /3− f c /3 ˙ ε c 3 3
 0 0

Å ã β t

 ˙ ε f t

 p≤
 t
˙ ε 3
0
β c = 4/(20+3 f c ) ，取 f c )，取 ˙ ε t 为参考拉
0
式中：压缩应变率指数 0.012 5；拉伸应变率指数 β t =2/(20+ 0.016 7；
−1
伸应变率，取 3×10 s ； ˙ ε c 0 为参考拉伸应变率，取 3×10 s ；拉伸应变率 ˙ ε t 以及压缩应变率 ˙ ε c 为模型给定
−1
−6
−5
25
−1
初始值，取 3×10 s 。
1.2.4 损伤参数确定
RHT 本构模型中损伤演化参数 D 1 可按下式计算：
ε p
D 1 = m (6)
(p + f )
∗
∗ D 2
t
∗ ε p =0.01，将其代入式 (6) 计算得到 D =0.035。
岩石完全损伤时， D 2 = 1 p = 1/6 ，最小等效塑性应变 m 1
，
1.3 数值模型的建立
基于初步标定的 RHT 本构参数，在 ANSYS/LS-DYNA 中建立数值模型，如图 5(a) 所示，其中弹性杆
长度网格尺寸为 4 cm，建模单位制为 g-cm-μs。采用 1.0、1.5、2.0 cm 等 3 种岩石网格尺寸进行网格无关
性验证，其结果如图 5(b) 所示。结果表明，随着网格尺寸的减小，计算结果逐渐趋于平滑，峰值应力略有

100
1.0 cm
1.5 cm
80 2.0 cm
Incident bar 60
Reflect bar Stress/MPa 40
20
x
z
y
Specimen meshing 0
0 2 4 6 8 10
Strain/10 −3
(a) Numerical model (b) Mesh-independence analysis
110
(0.004, 97.28 MPa) Experiment
100 Simulation
90 (0.004 3,
80 90.91 MPa)
(0.007 3,
70
Stress/MPa 60 58.25 MPa)
50
40
30
20
10 (0.007 5, 20.09 MPa)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Strain/10 −3
(c) Results comparison
图 5 网格划分与数值模拟结果对比
Fig. 5 Comparison of mesh generation and numerical simulation results

051424-6