强岩爆隧道分区爆破卸压数值模拟

摘要

基于深部岩体分区破裂化理论和高围压爆破破碎机理,提出在隧道斜前方第四条或第五条破裂带分区爆破卸压的方法。建立三维精细化数值计算模型,分析爆破卸压前后围岩应力场和变形、锚杆轴力、二次衬砌结构变形和压应力变化情况。结果表明:爆破卸压后隧道轮廓面处Barton岩爆判别系数从0.50~0.90降至0.15~0.30,岩爆发生的概率及烈度降低;卸压后围岩变形增大,锚杆受力增加,地应力得到有效释放并传递给初期支护结构,降低了二次衬砌结构的受力,二次衬砌压应力降低了23.6%。爆破卸压通过有效释放应变能和转移高应力的方式达到防治岩爆的效果。