基于SPH-FEM耦合模拟的隧道深埋排水沟爆破技术优化研究

张海兰; 吴云鹏; 邹仁; 马晓龙; 李坤泰; 高启栋; 牛磊; 周海孝

doi:10.19952/j.cnki.2096-5052.2025.03.08

隧道与地下工程灾害防治 ›› 2025, Vol. 7 ›› Issue (03) : 93 -104. DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2025.03.08

基于SPH-FEM耦合模拟的隧道深埋排水沟爆破技术优化研究

张海兰, 吴云鹏, 邹仁, 马晓龙, 李坤泰, 高启栋, 牛磊, 周海孝

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

PDF

摘要

为提高通排水效率并保障隧道运行安全，依托青海赛尔龙2号隧道施工，建立了SPH-FEM(smoothed particle hydrodynamics-finite element method)耦合计算模型，对比了不同布孔方式(垂直布孔与楔形布孔)下的岩石损伤演化、爆破槽腔尺寸及岩石抛掷效果。研究结果表明：垂直布孔与楔形布孔条件下，岩体整体损伤范围基本一致，但楔形布孔时沟槽底板易产生超欠挖，不利于爆破成型控制。不同布孔方式下爆破轮廓形状相近，相比于垂直布孔，采用楔形布孔更有利于提升槽腔体积与槽腔口面积。从轮廓成型效果及粒子抛掷效率的角度，对楔形钻孔炮孔布置方案进行了优化，可在保证轮廓成型效果及粒子抛掷数量的同时，降低粒子的抛掷速度，为深埋排水沟高效成型提供参考。