隧道掘进排孔爆破的精细化数值模拟

作者：关振长; 朱凌枫; 俞伯林

来源：振动与冲击, 2021, 40(11): 154-162.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2021.11.022

• 排孔爆破
• 流固耦合
• 精细化数值模拟
• 裂缝发展
• 压力时程曲线

针对隧道爆破掘进中常见的围岩条件和炮眼类型,在LS-DYNA数值平台上建立5种炮眼的精细化模型,采用流固耦合算法,较真实地模拟了排孔爆破的瞬时过程。在炮眼周边瞬时形成压力粉碎区,同时气楔作用使初始裂缝不断扩展,形成围岩破裂区;爆轰压力波在临空面处发生反射,其反射拉伸波使临空面附近围岩出现大范围平行裂隙;爆破形成的粉碎区半径和破裂区半径约炮眼半径的3倍～4倍和22倍～24倍。关注炮眼粉碎区边界上的压力时程曲线,呈现明显的多峰形态(包括第一峰值、第二峰值和负峰值);并且主峰值与轴向不耦合系数间呈现幂指数衰减关系。进一步地,将爆破轮廓线上的压力峰值平均化,得到各爆破轮廓线上的简化三角形荷载,可应用于远场振动效应评估等后续工作。

• 单位
  福州大学; 土木工程学院