层状节理岩体隧道爆破裂纹扩展规律与参数优化研究

纪红亮; 杨少鸿; 齐宁宁; 司江涛; 位华强; 李兆彬; 李清旺; 张宪堂

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2025120

矿业科学学报 ›› 2026, Vol. 11 ›› Issue (2) : 328 -338. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2025120

层状节理岩体隧道爆破裂纹扩展规律与参数优化研究

纪红亮, 杨少鸿, 齐宁宁, 司江涛, 位华强, 李兆彬, 李清旺, 张宪堂

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摘要

钻爆法隧道施工过程中，层状节理岩体常导致拱顶和掘进工作面超欠挖等工程问题。针对这一问题采用理论分析、数值模拟和现场试验展开研究。理论分析表明，当节理结构面与断裂控制面相互垂直时，爆破能量能够得到最有效地利用。数值模拟结果显示，层状节理对爆炸应力波的传播具有显著的阻隔和干扰作用，大幅减弱爆炸能量在岩体内部的传递效果。层状节理对爆生裂纹的扩展起控制和导向作用，使裂纹扩展过程中出现偏移和分叉。现场爆破试验表明，炮孔之间设置空孔，能够有效控制和引导炮孔间裂纹的扩展方向，从而抑制拱顶、拱肩岩体的大面积垮落，避免了掘进工作面出现超欠挖现象。在此基础上，优化了隧道爆破参数及周边孔布设方案，为层状节理岩体隧道精准开挖提供有力的技术支撑。