隧道围岩爆破冲击损伤防护的轻气炮试验及数值模拟
- 格式：pdf
- 大小：387.75 KB
- 文档页数：5
Ｋｅ ｗｏｒ ： ｔ ｎ ｌ ｓ ｒｏ ｎ ｎ ｒ ｃ ｙ ｄｓ ｕ ｎｅ ｕ ｕ ｄｉｇ ｏ ｋ； ｉ ｍｐａ ｔ ａ ｇ ｃ ｄ ｍａ ｅ； Ｐ ＶＣ— Ｕ ｐ ｏ ｅ ｔｖ ｌ ｙ ｒ ｏ ｅ ｓａ ｅ ｉｈ — ａ ｇ ｒ ｔｃ ｉｅ ａ ｅ ； ｄ －ｔ ｇ ｌｇ ｔｇ ｓ ｕｎ； ｎ ｍｅ ｃ ｌｓｍＵ ａｉ ｎ ｕ ｒ ａ ｉ ｌ ｔ ｉ ｏ
ｐ ａ ｎ ａ ｇ ｆｒ ｃ ａ ｌ ’ｌｓｉ ｇ ｓ ｒａ ｅ；ａ ｄ ｗｉ ｈ ａ ｏ ｉ ｏ ｆ ｉ ａ ｔｖ ｌｃ ｔ ｔ ｅ ｔ ｃ ｅ ｈ ＶＣ— ｅ ｋ ａ ｄ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｏ ｋ ｓ ｍｐ ｅｂ ａ ｔｎ ｕ ｆｃ ｎ ｔ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ｃ ｎｄｔ ｎ ｏ ｍｐ ｃ ｅｏ ｉ ｈ ｉ ｙ，ｈ ｈｉｋ ｒｔ ｅ Ｐ Ｕ
ｍ ｔ ａ ｙｒ ｔｅｌ ｅ ｅｂａｔ ｇｓｒ ｃ ｒｓ ｅｋｖｌｅ ｂ ｓ ｇ ｍ ｐｏ ｃ ｖ ｙｒｔｅｉ ｕｙｔｌ ａｃ ｆ ｏｋ ａｅ ｌａｅ ， ｈ ｗ ｒ ｈ ｌｓｎ ｆ ｅｓ ｅｓｐａ ａ ； ｙｕｉ ｍ ｒ ｅｔ ｅｌ ｅ， ｊｒ ｅ ｎ ｅｏ ｃ ｉ ｒ ｌ ｏ ｔ ｉ ｕａ ｔ ｕ ｎ４ ｔ ｉ ａ ｈ ｎ ｏｒ ｒ
１ ．炮孔 ；．药包 ；．保 护层 材料 （ Ｖ — ２ ３ Ｐ Ｃ Ｕ） 图 １ 装药结构示 意图
Ｆ ｇ １ Ｓ ｅｃ ｐ ｏ ｄｆ ｄ ｃ ａ ｇ ｔ ｃ ｕ ｅ ｉ ． ｋ ｔ ｈ ｍａ ｆ ｍｏ ｉ ｅ ｈ ｒ ｅｓｒ ｔ ｒ ｉ ｕ
作 用 。该方 法在 实 际 中得 到 了应 用 ， 其 机 理 需 进 一 但
０ ８ ４ ２ 西南科技大学 环境与资源学 院， 四川 （． １ 同济大学 道路与交通工程教 育部重点试 验室 ， 上海 ２ １０ ；． 绵阳 ６ １１） ２０ ０
摘 要 ：为减小爆破对隧道围岩的损伤破坏， 在传统光面爆破装药结构基础上， 设计了一种在炮孔一侧安放 Ｐ Ｃ Ｖ—
Ｕ材料 来保护隧道围岩 的装药 结构 ， 并分 析 了该装 药结 构在 爆破 过程 中对隧 道 围岩损 伤 防护 的机 理。为 进一 步验 证 Ｐ ＣＵ管的防护效果 ， 用 ５ ｍ 口径的一级轻气炮装置和 Ｌ Ｖ． 利 ７ｍ Ｓ—Ｄ Ｎ Ｄ软件进行 了岩石 冲击损 伤破坏分 析。结果表 Ｙ Ａ３ 明： 护层能够降低岩石试件 冲击 面上 的应力 波峰值 和减小试件 的损伤程度 ； 保 在相 同冲击速度下 ， 岩石试 件冲击面上的应 力波 峰值 随保 护层 厚度的增加而不断下降 。加有厚 ４ｍ ｍ保护层材料 的岩石试件 的损 伤度较 无保 护层时降低 了 ２ ． ％ 。 １１ 对岩石试件 的冲击 过程进行的数值模拟验证 了理论分析和试验结 果的正确性 。说明放置在炮孔 内的 Ｐ Ｃ Ｕ管 能够对岩 Ｖ—
石 的爆破 损伤破坏起到一定的防护作用 。
关键 词 ：隧道围岩 ； 冲击损伤 ；
中图分类号 ：Ｔ ４ ２ Ｕ ５ 文献标识码 ：Ａ
Ｔｅ ｔ ｎ ｍ ｅ ｉ ａ ｉ ｕｌ ｔｏ ｆ ｒ ｉ ｓ ｓ ａ ｄ ｎｕ ｒ ｃ ｌｓｍ ａ ｉ ｎ ｏ ｍｐａ ｔｄａ ａ ｅ ｐｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｆｔ ｎｅ ｕｒ ｏ ｎｄ ｎ ｏ ｋ ｃ ｍ ｇ ｏ ｅ ｔｏ ｏ ｕｎ ｌｓ ｒ ｕ ｉ ｇ ｒ ｃ
性 一般小 于爆 轰 产 物 的压 缩 性 ， 用 于 Ｐ Ｃ Ｕ材 料 上 作 Ｖ— 的冲击 波 ， 除产生 透射 外 ， 有 向爆 炸 中心 反射 的压 缩 还
在传统 光 面爆 破 装 药 结 构 的 基 础 上 ， 保 留岩 体 在
一
侧 安放 一层或 两层 的 Ｐ ＣＵ管作 为保 护 层 Ｖ ．
掘进 和 石 油 开 采 中 得 到 应 用 ， 取 得 了 良好 的 经 济 并
效益。
本文在文献 ［ ３ 研究 的基础 上 ， １］ 通过 ５ ｍ 口径 ７ｍ 的一级轻气炮和 Ｌ — Ｙ Ａ３ Ｓ Ｄ Ｎ Ｄ有 限元软件对有、 无保 护层 的岩石试 件进行冲击破 坏分析 ， 进一步探讨保护 层材料（ Ｖ — Ｐ ＣＵ管） 对隧道围岩损伤防护的作用机理。
挖面更加平整和美 观， 同时又能减少超挖和 围岩损伤 破坏的优 点被 广泛应 用于边 坡 开挖 、 （ ） 掘进 隧 巷 道 中 ２。然而光面爆破在对爆 区岩体破碎和剥离 的同 Ｉ
时， 不可避免地造成近 区岩体 （ 留岩体 ） 保 的扰动 和损
伤， 国内外有诸多学者从室 内试 验和现场测试等两方 面对其进行 了研究 Ｊ 。可见 ， 统 的光 面爆 破 已不 传 能满足人们对永久边坡 、 （ ） 隧 巷 道等轮廓线以外 岩体 的保护要求 ， 希望尽可能地降低爆炸作用对保 留岩体
， 如
图 １所示 。
波¨ Ｊ 。整个 过程 中总能量 一定 ， 反射 到无 Ｐ ＣＵ材 Ｖ ． 料一侧 的能量越 多 ， 通 过 Ｐ ＣＵ材 料 透 射 到岩 石 中 则 Ｖ ． 能量 越少 ， 进而 对保 留岩体 的损 伤程 度越小 。 利用 Ｐ ＣＵ材 料改 变 爆 炸 过程 中 的应 力 分 布 ， Ｖ． 同 时 避免爆 炸 冲击 波 和爆 轰 气 体 直 接 作 用 于 保 留岩 体 ， 减 小 了爆 轰气 体 的“ 楔 ” 用 ， 孑 壁 随 机 裂 纹起 到 气 作 对 Ｌ 更 有效 的抑 制 作 用 ， 而 对需 要 保 留 的 岩体 起 到保 护 进
振
第３ Ｏ卷第 ７期
动
与
冲 击
Ｖ０． ０ １３ Ｎｏ ７ ２ １ ． ０１
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＲＡＴＩ Ｂ ＯＮ ＡＮＤ Ｓ ＨＯＣＫ
隧道 围岩 爆 破 冲击 损伤 防护 的轻气 炮 试 验 及数 值 模 拟
代仁平 ，郭学彬 宫全美 ， ，周顺华 ，蒲传金
步通 过试验 进行 分析 。
２ 隧 道 围岩 爆破 损伤 防 护试 验
第一作 者 代仁平 男 ， 士生 ，９１ １ 月生 博 １８ 年 １
振 动 与 冲 击
２ １ 年第 ３ ０１ ０卷
１ 隧道围岩 爆破 损伤 防护方法与机理
１ １ 隧道 围岩损 伤 防护方 法 ．
炮孔 中 ， 有 Ｐ Ｃ Ｕ材料 一侧 ， 在 Ｖ — 爆炸 产物 直接 冲击
保 护层 （ Ｖ — Ｐ ＣＵ材料 ） 内壁 ， 由于 Ｐ ＣＵ材料 的密 度 大 Ｖ— 于爆轰波 阵 面 上爆 轰 产 物 的密 度 ， 固体 介 质 的 压 缩 且
ｔｓ ｓ ｅ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ２ ． ％ ；ｍｏ ｅ ｖ ｒ ， ｈ ａｉ ｉ ｆ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ａ ｎ ｙ ｉ ｎ ｈ ｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ｒ ｈ ｃ ｅ ｙ ｅ ｔ ｐ ｃ ｍｅ ｅ ｕ ｅ １ １ ｒｏ ｅ ｔ ｅ ｖ ｌ ｔ ｏ ｈ ｈ ｏ ｅｉ ｌ ａ ａ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｔ ｓ ｅ ｕ ｔ ａ ｅ ｃ ｅ ｋ ｄ ｂ ｄ ｙ ｃ ｌ ｓ ｓ ｎ ｍｅ ｃ ｌ ｉ ｌｔ ｎ ｕ ｒ ａ ｓｍｕ ａｉ ｍｅｈ ｄ； Ｓ ， Ｐ — ｍａ ｅ ａ ａ ｅ ｂ ｓｄ ｂ ａ ｔ ｏｅ ａ ｒ ｄ ｃ ｂ ａ ｔ ｇ ａ ｇ ｏ ｕ ｎ ｌ ｉ ｏ ｔｏ Ｏ ＶＣ Ｕ ｔｒ ｌ ｙ ｒ ｅ ｉ ｅ ｌｓ ｈ ｌ ｃ ｎ ｅ ｕ ｅ ｌｓｉ ｄ ｍａ ｅ ｆ ｔ ｎ ｅ ｉ ｌ ｎ ｓ ｒｏ ｎ ｉ ｇ ｒ ｃ ． ｕ ｒ ｕ ｄ ｎ ｏ ｋ
Ｄ Ｉ ｅ－ｉ ，Ｇ ＯＸ ｅｂ Ｏ Ｇ Ｑ ａ ｉ，Ｚ Ｏ ｈ ｎｈａ ，Ｐ Ｃ ｕ ｎ ｉ Ａ ｎｐｎ Ｒ ｇ Ｕ ｕ—ｉ ，Ｇ Ｎ ｕ ｎｍｅ ｎ Ｈ Ｕ Ｓ ｕ —ｕ ｈ ａ －ｎ ｊ
（ ．ＭＯ ｅ ａｏａ ｒ ｆ ｏｄａｄＴａ ｃＥ ｇ ｅｒ ｇ，ｏｇｊ Ｕ ｉ ｒ ｔ，ｈｎ ｈｉ ０ ３ ， ｈｎ ； １ Ｅ Ｋ ｙＬ ｂｒｔ ｙｏ ａ ｎ ｒｆ ｎｉ ｅｉ Ｔ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｓ ａｇａ ２０ ３ Ｃ ｉａ ｏ Ｒ ｉ ｆ ｎ ｎ ｉ ｅｉ １ ２ ｎｔｕｅｏ ｎ ｉ ｎ ｎ ｎ ｅｏ ｒ ，ｏｔｗ ｓ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ Ｍｉ ｙｎ ２０ ０ Ｃ ｉａ ．Ｉｓｔｔ ｆ ｖ ｏｍｅｔ ｄＲ ｓｕｃ Ｓｕｈ ｅｔ ｎ ｅｓｙｏ ＳｉｎｅａｄＴ ｃｎｌｇ． ａ ａｇ １ １ ， ｈｎ ） ｉ Ｅ ｒ ａ ｅ ｖ ｔ ｎ ６
光 面爆 破 相 比于一 般 的爆 破 技 术 ， 因具 有 能使 开
的损 伤 破坏 Ｊ 为此 ， 人将 水 、 和竹 片 安放 在 炮 孔 。 有 沙 内作 为保 护 层 材 料 ， 进 一 步 减 小 爆 破 对 围 岩 的 损 伤 来 破坏作用 ¨ Ｊ但这也给装药和施工带来麻烦 ， 挖 ， 应用
基金项 目：西南科技 大学重大科技成果培育项 目（６ ｇ ０ ） ０ ｃ ｘ２ ｚ 收稿 日期 ： ０ ０ ０ ０ 修改稿 收到 １ ：００— ０— ８ ２ １ — ７— ９ ３ ２１ １ １ 期
并不广泛 。文献 ［３ 综合考虑 了防护效果 、 １］ 经济性 和 装药 的便捷性 等因素， 利用半 圆 Ｐ Ｖ—Ｕ管放 置在炮 Ｃ 孔内作为保护层材料来保护隧道围岩 。该方法在隧道
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ｔａ ｉ ｏ ａ ｈａ ｇ ｓｕ ｔ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｌ ｓｉ ｇ，ａ ｎｅ ｓｕ ｔ ｅ ｔ ａ ｃ ｅ ｓｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏ ｒ ｄｔ ｎ ｌ ｃ ｒ ｅ ｔ ｃ ｕ ｅ ｆ ｓ ｏｈ ｂ ａ ｔ ｉ ｎ ｗ ｔ ｃｕｒ ｈ ｔｐａ ｋ ｄ ＰＶＣ— ｍａｅ ａ Ｕ ｔ ｒ ｌ ｉ ｂ ｓｄｅ ｂ ａ ｔ ｏ ｅ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｆｒ ｐ ｏ ｅ ｔｎ ｕｎ ｅ ｕ ｒ ｕｎ ｉ ｇ ｒ ｃ ｅ ｉ ｌ ｓｈ ｌ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｒ ｔｃ ｉ ｇ ｔ ｎ ｌｓ ｒｏ ｄ ｎ ｏ ｋ． Ｔｈ ｒ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｎｓ ｏ ｈ ｔｒａ ｏ ｒ ｄ ｃ ｅ ｗｏ ｋ ｎ ｃ ａ ｉｍ ｆ ｔ ｅ ｍａ ｅ ｌｔ ｅ ｕ ｅ ｉ ｉ ａ ｔ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｒ ｔ ｎ ｌ ｕ ｏ ｎｄ ｎ ｒ ｃ ｗａ ａｓ ｉｖ ｓｉ ａｅ ． Ｆ ｒ ｅ ｆ ｉ ｇ ｈ ｅｆ ｃ ｏ ｍｐ ｃ ａ ｇ ｔｗａ ｄ ｕｎ ｅ ｓ ｒ ｕ ｉ ｇ ｏ ｋ ｓ ｌｏ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｄ ｏ ｖ ｒ ｙ ｎ ｔ ｅ ｆ ｔ ｆ ＰＶＣ－ ｉ ｅ Ｕ ｍａｅ ａ ｔ ｔｒ ｌ ｏ ｉ ｄ ｃ ｅ ｓ ｕ ｏ ｎ ｉ ｇ ｒ ｃ Ｓ ｄ ｍａ ｅ，ｔ ｅ ￣５ ｅ ｒ ａ ｅ ｓ ｒ ｕ ｄ ｎ ｏ ｋ’ ａ ｇ ｈ ７ｍｍ ｎｅ ｓａ ｅ ｌｇ ｔｇ ｓ ｇ ｓ ｕ ｅ ｏ ｐｅｆ ｒ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｎ ｈ — ｏ －ｔｇ ｉｈ — ａ ｕｎ ｗａ ｓ ｄ ｔ ｒｏ ｍ ｘ ｅ ｉ ｎ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ＬＳ
ｐ ａ ｎ ａ ｇ ｆｒ ｃ ａ ｌ ’ｌｓｉ ｇ ｓ ｒａ ｅ；ａ ｄ ｗｉ ｈ ａ ｏ ｉ ｏ ｆ ｉ ａ ｔｖ ｌｃ ｔ ｔ ｅ ｔ ｃ ｅ ｈ ＶＣ— ｅ ｋ ａ ｄ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｏ ｋ ｓ ｍｐ ｅｂ ａ ｔｎ ｕ ｆｃ ｎ ｔ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ｃ ｎｄｔ ｎ ｏ ｍｐ ｃ ｅｏ ｉ ｈ ｉ ｙ，ｈ ｈｉｋ ｒｔ ｅ Ｐ Ｕ
ｍ ｔ ａ ｙｒ ｔｅｌ ｅ ｅｂａｔ ｇｓｒ ｃ ｒｓ ｅｋｖｌｅ ｂ ｓ ｇ ｍ ｐｏ ｃ ｖ ｙｒｔｅｉ ｕｙｔｌ ａｃ ｆ ｏｋ ａｅ ｌａｅ ， ｈ ｗ ｒ ｈ ｌｓｎ ｆ ｅｓ ｅｓｐａ ａ ； ｙｕｉ ｍ ｒ ｅｔ ｅｌ ｅ， ｊｒ ｅ ｎ ｅｏ ｃ ｉ ｒ ｌ ｏ ｔ ｉ ｕａ ｔ ｕ ｎ４ ｔ ｉ ａ ｈ ｎ ｏｒ ｒ
１ ．炮孔 ；．药包 ；．保 护层 材料 （ Ｖ — ２ ３ Ｐ Ｃ Ｕ） 图 １ 装药结构示 意图
Ｆ ｇ １ Ｓ ｅｃ ｐ ｏ ｄｆ ｄ ｃ ａ ｇ ｔ ｃ ｕ ｅ ｉ ． ｋ ｔ ｈ ｍａ ｆ ｍｏ ｉ ｅ ｈ ｒ ｅｓｒ ｔ ｒ ｉ ｕ
作 用 。该方 法在 实 际 中得 到 了应 用 ， 其 机 理 需 进 一 但
０ ８ ４ ２ 西南科技大学 环境与资源学 院， 四川 （． １ 同济大学 道路与交通工程教 育部重点试 验室 ， 上海 ２ １０ ；． 绵阳 ６ １１） ２０ ０
摘 要 ：为减小爆破对隧道围岩的损伤破坏， 在传统光面爆破装药结构基础上， 设计了一种在炮孔一侧安放 Ｐ Ｃ Ｖ—
Ｕ材料 来保护隧道围岩 的装药 结构 ， 并分 析 了该装 药结 构在 爆破 过程 中对隧 道 围岩损 伤 防护 的机 理。为 进一 步验 证 Ｐ ＣＵ管的防护效果 ， 用 ５ ｍ 口径的一级轻气炮装置和 Ｌ Ｖ． 利 ７ｍ Ｓ—Ｄ Ｎ Ｄ软件进行 了岩石 冲击损 伤破坏分 析。结果表 Ｙ Ａ３ 明： 护层能够降低岩石试件 冲击 面上 的应力 波峰值 和减小试件 的损伤程度 ； 保 在相 同冲击速度下 ， 岩石试 件冲击面上的应 力波 峰值 随保 护层 厚度的增加而不断下降 。加有厚 ４ｍ ｍ保护层材料 的岩石试件 的损 伤度较 无保 护层时降低 了 ２ ． ％ 。 １１ 对岩石试件 的冲击 过程进行的数值模拟验证 了理论分析和试验结 果的正确性 。说明放置在炮孔 内的 Ｐ Ｃ Ｕ管 能够对岩 Ｖ—
石 的爆破 损伤破坏起到一定的防护作用 。
关键 词 ：隧道围岩 ； 冲击损伤 ；
中图分类号 ：Ｔ ４ ２ Ｕ ５ 文献标识码 ：Ａ
Ｔｅ ｔ ｎ ｍ ｅ ｉ ａ ｉ ｕｌ ｔｏ ｆ ｒ ｉ ｓ ｓ ａ ｄ ｎｕ ｒ ｃ ｌｓｍ ａ ｉ ｎ ｏ ｍｐａ ｔｄａ ａ ｅ ｐｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｆｔ ｎｅ ｕｒ ｏ ｎｄ ｎ ｏ ｋ ｃ ｍ ｇ ｏ ｅ ｔｏ ｏ ｕｎ ｌｓ ｒ ｕ ｉ ｇ ｒ ｃ
性 一般小 于爆 轰 产 物 的压 缩 性 ， 用 于 Ｐ Ｃ Ｕ材 料 上 作 Ｖ— 的冲击 波 ， 除产生 透射 外 ， 有 向爆 炸 中心 反射 的压 缩 还
在传统 光 面爆 破 装 药 结 构 的 基 础 上 ， 保 留岩 体 在
一
侧 安放 一层或 两层 的 Ｐ ＣＵ管作 为保 护 层 Ｖ ．
掘进 和 石 油 开 采 中 得 到 应 用 ， 取 得 了 良好 的 经 济 并
效益。
本文在文献 ［ ３ 研究 的基础 上 ， １］ 通过 ５ ｍ 口径 ７ｍ 的一级轻气炮和 Ｌ — Ｙ Ａ３ Ｓ Ｄ Ｎ Ｄ有 限元软件对有、 无保 护层 的岩石试 件进行冲击破 坏分析 ， 进一步探讨保护 层材料（ Ｖ — Ｐ ＣＵ管） 对隧道围岩损伤防护的作用机理。
挖面更加平整和美 观， 同时又能减少超挖和 围岩损伤 破坏的优 点被 广泛应 用于边 坡 开挖 、 （ ） 掘进 隧 巷 道 中 ２。然而光面爆破在对爆 区岩体破碎和剥离 的同 Ｉ
时， 不可避免地造成近 区岩体 （ 留岩体 ） 保 的扰动 和损
伤， 国内外有诸多学者从室 内试 验和现场测试等两方 面对其进行 了研究 Ｊ 。可见 ， 统 的光 面爆 破 已不 传 能满足人们对永久边坡 、 （ ） 隧 巷 道等轮廓线以外 岩体 的保护要求 ， 希望尽可能地降低爆炸作用对保 留岩体
， 如
图 １所示 。
波¨ Ｊ 。整个 过程 中总能量 一定 ， 反射 到无 Ｐ ＣＵ材 Ｖ ． 料一侧 的能量越 多 ， 通 过 Ｐ ＣＵ材 料 透 射 到岩 石 中 则 Ｖ ． 能量 越少 ， 进而 对保 留岩体 的损 伤程 度越小 。 利用 Ｐ ＣＵ材 料改 变 爆 炸 过程 中 的应 力 分 布 ， Ｖ． 同 时 避免爆 炸 冲击 波 和爆 轰 气 体 直 接 作 用 于 保 留岩 体 ， 减 小 了爆 轰气 体 的“ 楔 ” 用 ， 孑 壁 随 机 裂 纹起 到 气 作 对 Ｌ 更 有效 的抑 制 作 用 ， 而 对需 要 保 留 的 岩体 起 到保 护 进
振
第３ Ｏ卷第 ７期
动
与
冲 击
Ｖ０． ０ １３ Ｎｏ ７ ２ １ ． ０１
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＲＡＴＩ Ｂ ＯＮ ＡＮＤ Ｓ ＨＯＣＫ
隧道 围岩 爆 破 冲击 损伤 防护 的轻气 炮 试 验 及数 值 模 拟
代仁平 ，郭学彬 宫全美 ， ，周顺华 ，蒲传金
步通 过试验 进行 分析 。
２ 隧 道 围岩 爆破 损伤 防 护试 验
第一作 者 代仁平 男 ， 士生 ，９１ １ 月生 博 １８ 年 １
振 动 与 冲 击
２ １ 年第 ３ ０１ ０卷
１ 隧道围岩 爆破 损伤 防护方法与机理
１ １ 隧道 围岩损 伤 防护方 法 ．
炮孔 中 ， 有 Ｐ Ｃ Ｕ材料 一侧 ， 在 Ｖ — 爆炸 产物 直接 冲击
保 护层 （ Ｖ — Ｐ ＣＵ材料 ） 内壁 ， 由于 Ｐ ＣＵ材料 的密 度 大 Ｖ— 于爆轰波 阵 面 上爆 轰 产 物 的密 度 ， 固体 介 质 的 压 缩 且
ｔｓ ｓ ｅ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ２ ． ％ ；ｍｏ ｅ ｖ ｒ ， ｈ ａｉ ｉ ｆ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ａ ｎ ｙ ｉ ｎ ｈ ｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ｒ ｈ ｃ ｅ ｙ ｅ ｔ ｐ ｃ ｍｅ ｅ ｕ ｅ １ １ ｒｏ ｅ ｔ ｅ ｖ ｌ ｔ ｏ ｈ ｈ ｏ ｅｉ ｌ ａ ａ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｔ ｓ ｅ ｕ ｔ ａ ｅ ｃ ｅ ｋ ｄ ｂ ｄ ｙ ｃ ｌ ｓ ｓ ｎ ｍｅ ｃ ｌ ｉ ｌｔ ｎ ｕ ｒ ａ ｓｍｕ ａｉ ｍｅｈ ｄ； Ｓ ， Ｐ — ｍａ ｅ ａ ａ ｅ ｂ ｓｄ ｂ ａ ｔ ｏｅ ａ ｒ ｄ ｃ ｂ ａ ｔ ｇ ａ ｇ ｏ ｕ ｎ ｌ ｉ ｏ ｔｏ Ｏ ＶＣ Ｕ ｔｒ ｌ ｙ ｒ ｅ ｉ ｅ ｌｓ ｈ ｌ ｃ ｎ ｅ ｕ ｅ ｌｓｉ ｄ ｍａ ｅ ｆ ｔ ｎ ｅ ｉ ｌ ｎ ｓ ｒｏ ｎ ｉ ｇ ｒ ｃ ． ｕ ｒ ｕ ｄ ｎ ｏ ｋ
Ｄ Ｉ ｅ－ｉ ，Ｇ ＯＸ ｅｂ Ｏ Ｇ Ｑ ａ ｉ，Ｚ Ｏ ｈ ｎｈａ ，Ｐ Ｃ ｕ ｎ ｉ Ａ ｎｐｎ Ｒ ｇ Ｕ ｕ—ｉ ，Ｇ Ｎ ｕ ｎｍｅ ｎ Ｈ Ｕ Ｓ ｕ —ｕ ｈ ａ －ｎ ｊ
（ ．ＭＯ ｅ ａｏａ ｒ ｆ ｏｄａｄＴａ ｃＥ ｇ ｅｒ ｇ，ｏｇｊ Ｕ ｉ ｒ ｔ，ｈｎ ｈｉ ０ ３ ， ｈｎ ； １ Ｅ Ｋ ｙＬ ｂｒｔ ｙｏ ａ ｎ ｒｆ ｎｉ ｅｉ Ｔ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｓ ａｇａ ２０ ３ Ｃ ｉａ ｏ Ｒ ｉ ｆ ｎ ｎ ｉ ｅｉ １ ２ ｎｔｕｅｏ ｎ ｉ ｎ ｎ ｎ ｅｏ ｒ ，ｏｔｗ ｓ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ Ｍｉ ｙｎ ２０ ０ Ｃ ｉａ ．Ｉｓｔｔ ｆ ｖ ｏｍｅｔ ｄＲ ｓｕｃ Ｓｕｈ ｅｔ ｎ ｅｓｙｏ ＳｉｎｅａｄＴ ｃｎｌｇ． ａ ａｇ １ １ ， ｈｎ ） ｉ Ｅ ｒ ａ ｅ ｖ ｔ ｎ ６
光 面爆 破 相 比于一 般 的爆 破 技 术 ， 因具 有 能使 开
的损 伤 破坏 Ｊ 为此 ， 人将 水 、 和竹 片 安放 在 炮 孔 。 有 沙 内作 为保 护 层 材 料 ， 进 一 步 减 小 爆 破 对 围 岩 的 损 伤 来 破坏作用 ¨ Ｊ但这也给装药和施工带来麻烦 ， 挖 ， 应用
基金项 目：西南科技 大学重大科技成果培育项 目（６ ｇ ０ ） ０ ｃ ｘ２ ｚ 收稿 日期 ： ０ ０ ０ ０ 修改稿 收到 １ ：００— ０— ８ ２ １ — ７— ９ ３ ２１ １ １ 期
并不广泛 。文献 ［３ 综合考虑 了防护效果 、 １］ 经济性 和 装药 的便捷性 等因素， 利用半 圆 Ｐ Ｖ—Ｕ管放 置在炮 Ｃ 孔内作为保护层材料来保护隧道围岩 。该方法在隧道
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ｔａ ｉ ｏ ａ ｈａ ｇ ｓｕ ｔ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｌ ｓｉ ｇ，ａ ｎｅ ｓｕ ｔ ｅ ｔ ａ ｃ ｅ ｓｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏ ｒ ｄｔ ｎ ｌ ｃ ｒ ｅ ｔ ｃ ｕ ｅ ｆ ｓ ｏｈ ｂ ａ ｔ ｉ ｎ ｗ ｔ ｃｕｒ ｈ ｔｐａ ｋ ｄ ＰＶＣ— ｍａｅ ａ Ｕ ｔ ｒ ｌ ｉ ｂ ｓｄｅ ｂ ａ ｔ ｏ ｅ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｆｒ ｐ ｏ ｅ ｔｎ ｕｎ ｅ ｕ ｒ ｕｎ ｉ ｇ ｒ ｃ ｅ ｉ ｌ ｓｈ ｌ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｒ ｔｃ ｉ ｇ ｔ ｎ ｌｓ ｒｏ ｄ ｎ ｏ ｋ． Ｔｈ ｒ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｎｓ ｏ ｈ ｔｒａ ｏ ｒ ｄ ｃ ｅ ｗｏ ｋ ｎ ｃ ａ ｉｍ ｆ ｔ ｅ ｍａ ｅ ｌｔ ｅ ｕ ｅ ｉ ｉ ａ ｔ ｄ ｍａ ｅ ｏ ｒ ｔ ｎ ｌ ｕ ｏ ｎｄ ｎ ｒ ｃ ｗａ ａｓ ｉｖ ｓｉ ａｅ ． Ｆ ｒ ｅ ｆ ｉ ｇ ｈ ｅｆ ｃ ｏ ｍｐ ｃ ａ ｇ ｔｗａ ｄ ｕｎ ｅ ｓ ｒ ｕ ｉ ｇ ｏ ｋ ｓ ｌｏ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｄ ｏ ｖ ｒ ｙ ｎ ｔ ｅ ｆ ｔ ｆ ＰＶＣ－ ｉ ｅ Ｕ ｍａｅ ａ ｔ ｔｒ ｌ ｏ ｉ ｄ ｃ ｅ ｓ ｕ ｏ ｎ ｉ ｇ ｒ ｃ Ｓ ｄ ｍａ ｅ，ｔ ｅ ￣５ ｅ ｒ ａ ｅ ｓ ｒ ｕ ｄ ｎ ｏ ｋ’ ａ ｇ ｈ ７ｍｍ ｎｅ ｓａ ｅ ｌｇ ｔｇ ｓ ｇ ｓ ｕ ｅ ｏ ｐｅｆ ｒ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｎ ｈ — ｏ －ｔｇ ｉｈ — ａ ｕｎ ｗａ ｓ ｄ ｔ ｒｏ ｍ ｘ ｅ ｉ ｎ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ＬＳ
