引水隧洞光面爆破参数优化数值模拟及现场试验研究

作     者：丁家仁 曹华彰 蒋楠 蔡忠伟 常雄 DING Jiaren;CAO Huazhang;JIANG Nan;CAI Zhongwei;CHANG Xiong

作者机构：中国水利电力对外有限公司北京100120 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 

基　　金：国家自然科学基金项目(41972286、42072309、42102329) 中国水利电力对外有限公司项目(CWE-GJ-296/20) 

出 版 物：《安全与环境工程》 (Safety and Environmental Engineering)

年 卷 期：2023年第30卷第5期

页      码：46-53页

摘      要：提高钻爆法隧洞施工过程中的光面爆破效果是决定隧洞爆破工程建设周期及经济成本的关键。针对秘鲁圣加旺引水隧洞爆破工程超挖现象严重的问题,采用动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立引水隧洞周边孔简化的双孔爆炸破岩模型,模拟分析了光爆层厚度和周边孔间距对引水隧洞光面爆破效果的影响,优化了光爆层厚度和周边孔间距的设计方案,并将优化结果运用于工程现场进行爆破试验验证。结果表明:相同光爆层厚度下,随着周边孔间距的增大,双孔爆破后岩体叠加应力峰值降低,双孔之间裂纹贯通时间延后,爆孔与自由面的贯通时间增加;相同周边孔间距下,双孔爆破后岩体叠加应力大小基本一致,但随着光爆层厚度的增加,光爆层破坏所需时间增加,且光爆层全部破坏失效后,岩体应力峰值降低显著;根据优化结果选用光爆层厚度为450 mm、周边孔间距为400 mm的设计方案,经现场爆破试验结果显示该引水隧洞平均超挖量下降了27.6%,光面爆破参数优化效果显著。该研究结果对控制引水隧洞爆破开挖过程中超挖和欠挖问题有一定的指导作用。

主 题 词：引水隧洞 光面爆破 数值模拟 参数优化 

学科分类：08[工学] 081401[081401] 0837[0837] 0814[工学-地质类] 

D　O　I：10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.20220265

馆 藏 号：203124026...