江汉大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 52 ›› Issue (3): 5-15.doi: 10.16389/j.cnki.cn42-1737/n.2024.03.001
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陈思佑1,姚颖康*1,朱 丹1,孙金山1,贾永胜1,2
CHEN Siyou1,YAO Yingkang*1,ZHU Dan1,SUN Jinshan1,JIA Yongsheng1,2
摘要: 为研究不同堵塞材料及堵塞长度对硬岩隧道直眼掏槽爆破效果的影响,依托工程实例, 采用 ANSYS/LS-DYNA 仿真模拟软件建立三维数值模型,对 5 种不同堵塞条件展开研究。根 据数值模型计算结果,对掏槽区域爆破裂纹拓展情况进行了定性分析,对典型部位的岩石受力情 况进行了定量分析。结果表明:1)自由面岩石主要受拉应力作用产生裂纹,炮孔堵塞使得爆炸 荷载整体作用时间延长,致使自由面上裂纹更加密集;2)位于炸药和堵塞材料之间空气段附近 的围岩,先受爆炸应力波作用岩石被压碎,后受力在拉压应力之间多次转化,致使裂纹被放大,结 合爆生气体发挥的“气楔”作用,使得裂纹几乎贯穿模型截面;3)炮孔堵塞后炸药段周围岩石受 到的爆生气体作用应力值显著提升,比不堵塞时的炸药段周围岩石峰值应力高出 1. 31 ~ 2. 34 倍, 炮孔堵塞使得爆生气体持续稳定发挥作用时的压应力值提高 3. 70 ~ 4. 70 倍;4)以黏土和水作 为堵塞材料时,堵塞长度为 40 cm 的直眼掏槽破岩效果优于堵塞长度为 60 cm 的效果。研究成果 可为优化硬岩隧道直眼掏槽爆破参数提供理论基础。
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