随着社会经济的迅速发展,岩石爆破技术广泛应用于边坡开挖、隧道掘进和矿产开采等领域,如何降低炸药用量,减少岩石损伤,有效进行爆破,已成为目前迫切需要解决的问题。本文运用有限元程序LS-DYNA,对单孔柱状装药爆破和隧道开挖爆破振动进行了数值模拟,深入研究了炸药在岩石中的爆破规律。论文主要包括以下几个部分:1.研究了岩石爆破作用机理。从岩石爆破模型的发展历史入手,系统讨论了弹性模型、断裂模型、损伤模型和分形损伤模型的优缺点,并对一些理论公式进行了推导;探讨了岩石爆破破碎机理,综合各种理论,并对其最近发展作了介绍;在前人研究成果的基础上,研究了岩石连续和各种不耦合装药爆破破岩理论,对连续装药结构的不同起爆方式进行了理论研究。2.研究了动力有限元程序LS-DYNA的计算原理。从理论方面,介绍了LS-DYNA的控制方程、时间积分、高斯单点积分和沙漏控制、应力计算、人工体积粘性控制、时间步长控制和无反射边界等,并介绍了数值模拟要用到的岩石模型的本构关系、屈服准则和炸药的数值计算模型,讨论了Lagrange、Euler和ALE三种算法的区别,为本文的后续工作打下基础。3.利用LS-DYNA软件,对不耦合和正反向起爆各种条件下岩石单孔爆破过程进行数值模拟,研究爆破时岩石中压力、水平速度和水平加速度的变化过程,并将各种作用情况进行比较,验证理论的正确性,推动了计算机模拟在岩石爆破中的应用。4.从爆破振动方面,对云顶隧道的爆破开挖对围岩的影响进行了数值模拟,得出一些规律,对不同炸药药柱长度、微差时间和起爆方向,进行了对比分析,得出最优参数,并对并行隧道爆破的相互影响也做了数值分析,得出一些结论,为工程施工提供参考。