隧道施工中掏槽区爆破成腔理论研究

摘要

本文对隧道岩石开挖施工中掏槽孔炸药爆炸破岩成腔机理进行了分析，从理论研究、数值模拟及方案的设计三个方面对问题的解决展开了详细的研究，通过对三部分互相验证、补充和完善，对炸药爆炸破岩掏槽成腔爆破理论有了进一步的解析。
　　 从理论层面上，通过对不同工程实例的岩石特性的总结分析，详细论述掏槽区域岩石在炸药爆炸载荷下的破坏机理，根据弹塑性力学、岩石断裂力学及损伤力学原理，根据能量有效转化的思路，结合前人的研究经验，推导出了炸药爆炸后，掏槽区域岩体的破坏范围、能量损耗的计算公式，补充完善了复杂地质条件下不同硬度岩石的掏槽爆破破岩理论研究。
　　 在数值模拟层面上，为准确客观展现掏槽区中心扩孔爆炸过程，进一步揭示爆炸荷载作用下掏槽腔内岩块碎裂状况，检验炸药爆炸形成掏槽腔的理论分析，应用有限元计算软件-ANSYS10.0建立了数学模型，使用LS-DANY971软件的求解器和后处理器对掏槽区内扩槽孔中炸药爆炸形成初始槽腔的过程进行了数值模拟，对得到的结果进行了相应的分析。
　　 根据论文研究结合实践经验得到的结果，反向分析了几个工程的不同的掏槽成腔的爆破参数，得到了较为合理的参数取值范围，在小湾电站泄洪洞施工中，完善了扩槽爆破参数优化设计，同时也对参数设计用数值模拟粗略进行了检验。