• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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隧道开挖循环爆破下围岩累积损伤的数值模拟

刘红岩, 刘毅, 刘强, 王光兵, 和铁柱, 张光雄. 隧道开挖循环爆破下围岩累积损伤的数值模拟[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0155
引用本文: 刘红岩, 刘毅, 刘强, 王光兵, 和铁柱, 张光雄. 隧道开挖循环爆破下围岩累积损伤的数值模拟[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0155

隧道开挖循环爆破下围岩累积损伤的数值模拟

doi: 10.11883/bzycj-2026-0155
基金项目: 地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项(2024ZD100410106);新疆维吾尔自治区哈密市巴里坤县科技计划项目(Blkkjxm-202501);新疆维吾尔自治区“天池英才”领军人才计划项目(2023);
  • 摘要: 隧道开挖循环爆破不可避免会地对围岩造成累积损伤,针对目前数值模拟研究中几乎均是将炸药爆炸荷载简化为冲击荷载的不足,首先针对Bandaki微型爆破试验基于LS-DYNA软件对其进行了数值重现,验证了该数值模型所采用的RHT本构模型、ALE耦合算法及材料参数的合理性。其次,采用该软件真实模拟了某隧道断面88个炮孔的真实爆炸过程,克服目前方法未能考虑爆生气体作用及简化误差的不足,提高了计算精度;同时采用完全重启动技术和初始地应力施加方法很好地模拟了循环爆破与初始地应力耦合作用下隧道围岩的累积损伤机理。最后,基于上述数值模型研究了不同地应力条件下循环爆破对隧道围岩的累积损伤机制,发现随着循环爆破次数的增加,围岩损伤范围逐步扩大,累积损伤效应明显。初始地应力对隧道围岩损伤具有显著的抑制作用,损伤范围随地应力增大而减小。以第三次循环爆破为例,当初始地应力由0MPa逐渐增加到10MPa、20MPa和30MPa时,围岩平均损伤范围则由64.05cm逐渐降低到20.99cm、13.34cm和7.01cm,降低幅度分别为67.2%、36.4%和47.45%,即降低幅度总体上呈逐渐减缓的趋势。研究成果可为隧道爆破开挖工程提供有益参考。
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-05-18
  • 网络出版日期:  2026-07-08

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