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Blast damage zone strength reduction method for deep cavern excavation and its application

Frontiers of Structural and Civil Engineering 2024年第2期18卷 236-251页

作者： Tianzhi YAO Zuguo MO Li QIAN Yunpeng GAO Jianhai ZHANG Xianglin XING Enlong LIU Ru ZHANG State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering College of Water Resources and HydropowerSichuan UniversityChengdu 610065China Power China Chengdu Engineering Corporation Limited Chengdu 610072China

The drill and blast(D&B)method is widely used to excavate underground spaces,but explosions generally cause damage to the rock.Still,no blast simulation method can provide computational accuracy and efficiency.In this paper,a blast equivalent simulation method called the blast damage zone strength reduction(BDZSR)method is proposed.This method first calculates the range of the blast-induced damage zone(BDZ)by formulae,then reduces the strength and deformation parameters of the rock within the BDZ ahead of excavation,and finally calculates the excavation damage zone(EDZ)for the D&B method by numerical simulation.This method combines stress wave attenuation,rock damage criteria and stress path variation to derive the BDZ depth calculation formulae.The formulae consider the initial geo-stress,and the reliability is verified by numerical simulations.The calculation of BDZ depth with these formulae allows the corresponding numerical simulation to avoid the time-consuming dynamic calculation process,thus greatly enhancing the calculation efficiency.The method was applied to the excavation in Jinping Class II hydropower station to verify its feasibility.The results show that the BDZSR method can be applied to blast simulation of underground caverns and provide a new way to study blast-induced damage.

关键词： attenuation of stress wave deep-buried underground building drill and blast in situ stress

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