隧道掘进排孔爆破的精细化数值模拟

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

所属期刊栏目：40

分类号：TD235;U45(矿山设计与建设)

资助基金：国家自然科学基金51678155

在线出版日期：2021-07-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：154-162