隧洞开挖重复爆炸荷载作用下围岩累积损伤特性

• 作者: 严鹏 卢文波 杨建华 胡英国 陈明
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 岩石力学 爆破开挖 隧洞 累积损伤 数值模拟
• 年，卷（期）: 2014,（2）
• 所属期刊栏目: 岩土工程研究
• 页码范围: 511-518
• 页数: 8页
• 分类号: U452.1+2
• 语种: 中文

摘要

隧洞毫秒爆破开挖推进过程中，预留岩体在重复爆炸荷载作用下产生不可逆的损伤叠加。而现有的岩体爆破损伤数值模拟基本都是针对单孔装药和单段爆破，很少涉及实际工程中的重复爆炸。基于LS-DYNA程序的用户自定义材料接口，将统计损伤演化模型嵌入到弹塑性本构材料中，模拟圆形隧洞全断面毫秒爆破过程中重复爆炸荷载作用下的岩体累积损伤效应，并考虑地应力对岩体爆破损伤的影响。计算结果表明，围岩损伤范围和损伤程度随重复爆炸荷载次数而增加，在一个爆破进尺内，围岩损伤的临界峰值质点振动速度较单段爆破降低了12%；爆炸荷载作用下，围岩主要表现为拉损伤，围岩地应力对爆破张拉效应起到非常敏感的“抑制”作用，在2～10 MPa应力水平时，围岩爆破累积损伤范围随着应力增加而明显减小，围岩损伤的临界峰值质点振动速度增加24%～57%。