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浅埋小净距隧道爆破损伤探测及数值模拟分析*

2021-12-03刘闽龙陈士海揭海荣

爆炸与冲击 2021年11期
关键词:围岩模型

刘闽龙,陈士海,孙 杰,何 方,揭海荣

(1. 华侨大学土木工程学院, 福建 厦门 361021;2. 济南城建集团有限公司, 山东 济南 250031;3. 中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司, 福建 福州 350013)

在采用钻爆法开挖时,爆炸产生的应力波除了用于破坏岩石介质形成隧道外,不可避免会对围岩产生一定损伤。而围岩作为小净距隧道设计、施工的关键部位,对开挖的稳定性和支护结构参数的选取起着重要作用[1]。因此,爆炸对围岩造成的损伤是工程中重点关注的问题。

对爆破引起的岩体损伤已进行了大量研究,在损伤模型方面,Grady 等[2]和Taylor 等[3]率先提出了一些适用于岩石爆破的损伤力学模型,为后续研究提供了基础。陈俊桦等[4]建立了考虑初始损伤的弹塑性爆破损伤本构模型及提出了用于评价围岩受爆破影响的损伤判据;汪杰等[5]综合考虑岩体结构效应与荷载耦合作用,建立了节理岩体损伤演化模型及损伤本构模型;欧雪峰等[6]采用分离式霍普金森压杆探究了动态加载条件下层状板岩的各向异性行为,利用元件组合模型理论,建立了考虑宏观层理影响的层状岩体动态损伤本构模型。

在实际工程应用中,通常采用岩体的声波实验来评定爆炸荷载对岩体造成的损伤程度[7-9]。但现场的岩体声波测试实验过程较繁琐、操作不便,且这种事后的检测方法不利于爆破开挖中对于保留岩体损伤的主动控制。随着数值计算软件的不断发展,一些学者开始结合数值模拟来研究岩体的爆破损伤。……

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