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工程爆破2025年第01期:层理影响下隧道衬砌爆破振动响应特性及安全判据

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作者:吕加兵;陶铁军;邱贤阳;段武全;

单位:贵州大学土木工程学院;贵州大学矿业学院;中南大学资源与安全工程学院;中铁贵州工程有限公司;

摘要:隧道钻爆法施工过程中,明晰爆破能量的传播规律是量化支护结构振动控制的前提,而层理是影响爆破能量传播的重要影响因素。为探究层理影响隧道爆破初始能量传播后支护结构振动响应特性,以巴岳山隧道为背景,采用LS-DYNA建立三维数值模型,结合现场振速监测,研究了隧道掌子面区域含层理情况下的衬砌振速特征,明确了二衬振速的安全阈值与安全距离。研究结果表明:在距掌子面2 m范围内,层理隧道的初支振速较无层理隧道大,原因在于层理的存在使得爆炸应力波形成多次反射,在一定区域内造成能量的往复作用,致使支护结构振动较大;在距掌子面2 m范围外,层理隧道的振速衰减较无层理隧道快;斜交于层理方向的振速受层理影响较大,平行于层理方向的振速受层理影响较小;隧道二衬峰值振速和峰值拉应力均出现在左侧拱腰处;隧道衬砌的安全振速阈值为14 cm/s,二衬结构的安全距离为34 m。

关键词:爆破振动;;层理;;隧道衬砌;;安全判据

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52064008);; 贵州省高层次创新型人才(百层次)基金资助项目(黔科合平台人才-GCC[2022]004-1);; 贵州省科技计划基金资助项目(黔科合支撑[2023]一般120;黔科合支撑[2023]一般358)