硬岩地下洞室工程爆破振动与围岩损伤范围相关性研究

摘要

为了简便而准确地获取爆破荷载下硬岩地下洞室围岩损伤范围，以某待建重要地下洞室工程为研究背景，采用理论分析和数值模拟的方法，根据爆破设计方案，建立不同药量条件下多段延时爆破累积损伤计算模型，利用等效爆破荷载的方法和LS-DYNA完全重启动技术，得到多段延时爆破荷载作用下的爆破振动数据和围岩累积损伤范围。分析地下洞室围岩累积损伤效应，研究爆破振动与围岩累积损伤范围之间的相关性。研究结果表明：诱导地下洞室周边围岩损伤的荷载主要来自于二圈孔和周边孔爆破，其中洞室拱顶围岩损伤范围(2.21 m)明显大于拱腰围岩损伤范围(2.05 m);爆破全时程振动曲线的峰值处于掏槽孔延期时间范围内，与造成洞室周边围岩损伤的爆破段位不一致，应以对围岩损伤影响较大爆破段位的质点峰值振动速度研究与围岩损伤范围的相关性；建立了围岩累积损伤范围与爆破药量、爆心距和质点峰值振动速度之间的量化关系，得到了可通过任意爆心距处质点峰值振动速度推断围岩累积损伤范围的函数关系式，为控制围岩爆破损伤提供依据。

关键词

地下洞室 / 延时爆破 / 累积损伤 / 等效荷载 / 数值模拟

基金资助

国家自然科学基金重点项目(51934001)