振动与冲击2021,Vol.40Issue(11) :154-162.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.11.022

隧道掘进排孔爆破的精细化数值模拟

Fine numerical simulation of row-hole blasting in tunnel excavation

关振长 朱凌枫 俞伯林
振动与冲击2021,Vol.40Issue(11) :154-162.DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2021.11.022

隧道掘进排孔爆破的精细化数值模拟

Fine numerical simulation of row-hole blasting in tunnel excavation

关振长 1朱凌枫 1俞伯林2
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作者信息

  • 1. 福州大学土木工程学院,福州 350116
  • 2. 福州市城乡建设发展有限公司,福州 350003
  • 折叠

摘要

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.

关键词

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

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基金项目

国家自然科学基金(51678155)

出版年

2021
振动与冲击
中国振动工程学会 上海交通大学 上海市振动工程学会

振动与冲击

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.898
ISSN:1000-3835
被引量9
参考文献量12
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