引水工程水下钻孔爆破水击波特性

摘要

为了深入研究水下钻孔爆破荷载作用下的水击波传播特性，以桂林市第二水源工程-引水工程项目为背景，采用动力分析软件COMSOL多物理场耦合模拟方法，建立水下钻孔爆破数值分析瞬态求解模型，研究爆炸荷载作用下的水击波等值面、水击波峰值应力及振动速度传播规律，并结合现场监测结果进行评价。研究表明：水下钻孔爆破荷载作用产生的水击波实质是以爆破点为中心向四周传播，水击波等值面随时间推移由规则圆球形向非规则椭球形演化；水击波在水中传播过程中快速衰减，随水介质速度阈值增加，水击波作用区域影响范围较小；水击波应力传播在爆破分段延时情况下的不同位置具有叠加效应，存在多个峰值，随爆心距的增加呈指数衰减规律，当爆心距越小，水击波峰值应力下降速度越明显；水击波振动速度随爆心距的增加呈指数衰减，当爆心距从28 m增加到108 m,水击波峰值振动速度衰减率达到96.3%,对构筑物影响甚小，同时水击波达到峰值速度出现的时间随爆心距的增加逐渐增大，表现出同步性。研究成果对理解水下钻孔爆破振动响应以及为类似工程经验积累及其爆破安全预防提供指导。

关键词

水下钻爆 / 数值模拟 / 现场监测 / 爆破振动 / 动力特性

基金资助

国家自然科学基金（51878673）; 湖南建工集团科技计划项目（JGJTK2021-24、JGJTK2019-06、JGJTK2019-12）; 中国铁路总公司科技研究开发计划重点课题（2017G007-D、2017G008-J）; 中国中铁股份有限公司科技研究开发计划重点课题（20192001）