结构面对隧道钻爆围岩损伤影响的数值试验研究

摘要

为揭示结构面几何参数对隧道爆破开挖围岩损伤演化与断面成型质量的影响机理，以厦门海沧疏港通道隧道工程为原型，采用LS-DYNA建立三维数值模型开展数值试验，研究不同结构面倾角、宽度和间距对隧道钻爆围岩损伤分布的影响。结果表明：结构面对围岩爆破损伤具有显著的方向性控制作用，损伤沿结构面倾向优先延伸，而在法向上受到明显限制；结构面倾角由0°增加至90°,断面损伤由近似对称逐步转为定向导向控制的非对称扩展，受分割阻隔作用主导而呈局部化与离散化特征；结构面宽度由0.1 m增加至0.7 m,显著强化了界面弱化效应与应力波场散射耗能，超挖面积与最大超挖显著增加；结构面间距由0.6 m增加至2.4 m,超挖减小、轮廓平整性增加。研究成果可为揭示隧道爆破的能量控制、参数优化与成型质量提升提供依据。

关键词

结构面 / 隧道钻爆 / 数值试验 / 围岩损伤 / 超欠挖