异形孔水包爆破围岩粉碎范围研究

作     者：张学富 李宁杰 周杰 韩风雷 张建 ZHANG Xuefu;LI Ningjie;ZHOU Jie;HAN Fenglei;ZHANG Jian

作者机构：重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 中国地质大学工程学院武汉430074 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第11期

页      面：131-138页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划子课题(2021YFB2600103-01) 在渝高校与中科院所属院合作(HZ2021009) 国家自然科学基金青年(41801053) 

主　　题：隧道爆破 异形孔 水包 粉碎区 

摘      要：隧道掘进中光面爆破的超欠挖、开挖轮廓线不光滑及爆破效率低是施工中最为关心的问题。针对异形孔水包爆破破岩机理的问题,基于岩石爆破损伤分区理论,拟合并推导出异形孔水包爆破的孔壁冲击力计算式及围岩粉碎区的计算式P_(d)=3028.4K_(d)^(-1.021)及围岩粉碎区的计算式R_(c)=(P/N[P_(r)])^(1/α)(r_(b)+l)。以重庆市黔江区正阳镇隧道为依托,以自制钻头为工具,通过异形孔水包爆破与常规爆破的对比试验以及岩石爆破损伤阈值的数值模拟,验证了计算式的可靠性。结果表明:前者公式拟合精度为R^(2)=0.996,后者围岩粉碎范围的理论值与实测值吻合;该爆破方式即使在复杂岩石节理中也能产生光滑的隧道开挖轮廓线;炸药径向不耦合系数K_(d)≤1.5内,炸药量的增加对围岩粉碎区的影响甚少,其主要对破裂区产生影响。