摘要
在隧道施工过程中，开挖爆破产生的空气冲击波会对隧道施工环境及周围居民造成影响。爆破冲击波由于受隧道壁面的约束产生反射形成叠加，衰减更为缓慢，破坏效果往往更加严重，对隧道中的人员及设备安全构成了极大威胁。因此，有必要对公路隧道爆破冲击波的传播特性进行分析，为爆破冲击波安全防护提供参考，对工程实践具有一定的指导意义。 本文以G4216线宁南至攀枝花高速公路胜利隧道工程为依托，结合资料调研、理论分析、数值模拟及现场测试的方法，对采用台阶法实施施工的胜利隧道爆破冲击波传播规律与特性进行了分析，探讨了断面变化和障碍物对爆破冲击波传播的影响，主要研究内容及成果如下： （1）采用显示动力分析有限元软件ANSYS/LS-DYNA，结合宁攀高速胜利隧道施工现场的爆破方案，对胜利隧道上台阶爆破冲击波的传播过程进行了数值模拟，通过分析冲击波流场变化、横断面超压分布、纵断面超压衰减研究公路隧道爆破冲击波传播基本特性。 （2）同样以胜利隧道结构为依托，研究爆破冲击波在不同复杂环境下的传播特性，通过建立三维数值模型，先后模拟爆破爆破冲击波在断面变化和遇到障碍物时的传播过程。随后在此基础上，研究断面扩大不同倍数、缩小不同系数以及障碍物大小对冲击波传播的影响，确定不同隧道模型中冲击波超压或能量变化情况。 （3）对胜利隧道爆破冲击波进行现场测试，通过采集冲击波波形及超压数据，探讨公路隧道爆破冲击波的传播和衰减规律。采用最小二乘法对测试结果进行了处理，并对独头隧道爆破冲击波经验公式加以了调整，使之更适用于类似的工程环境。随后，进一步分析断面变化和障碍物对冲击波传播的影响，结合数值模拟分析得到的冲击波传播特性对爆破冲击波安全评价和防护提供借鉴。
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