基于CDEM的隧道卸壓爆破及巖爆抑制效應模擬*

陳柯竹 李天斌 馬春馳 張 航 高美奔

(①成都理工大學環(huán)境與土木工程學院，成都 610059，中國) (②地質(zhì)災害防治與地質(zhì)環(huán)境保護國家重點實驗室(成都理工大學)，成都 610059，中國)

0 引 言

巖爆是地下工程開挖或擾動過程中，高儲能巖體通過脆性破裂快速釋放應變能，導致圍巖爆裂、彈射的動力現(xiàn)象(伍法權(quán)等，2010；馮夏庭等，2019)。巖爆具很強的突發(fā)性、隨機性和危害性，嚴重影響地下工程施工的安全，可通過改變圍巖應力狀態(tài)、改變圍巖物理力學性質(zhì)、合理支護及施工等方式降低巖爆可能性(李天斌等，2016；王鷹等，2016)。改變圍巖應力狀態(tài)是指通過應力釋放和轉(zhuǎn)移，降低應力梯度或?qū)袇^(qū)向深部推移，經(jīng)過大量工程的檢驗(歐陽振華，2014；顧合龍等，2016；李俊平等，2018)，卸壓爆破對圍巖能量集中區(qū)進行能量釋放來改變圍巖應力分布，有效減緩圍巖體應力集中程度，達到降低巖爆災害的效果。

李鵬(2017)通過數(shù)值模擬得出了卸壓爆破緩解高應力區(qū)圍巖內(nèi)部應力集中的計算結(jié)果，分析了卸壓爆破后圍巖應力轉(zhuǎn)移現(xiàn)象；竇林名(2001)研究了圍巖的巖石力學特性對應力分布的影響，以及通過卸壓爆破改變圍巖應力狀態(tài)的方法；魏明堯等(2011)分析了不同卸壓條件下圍巖應力分布轉(zhuǎn)移規(guī)律。吳世勇等(2011)通過FLAC3D分析了雙排傾斜輻射孔和垂直超前孔等兩種不同巖爆防治方案，驗證了爆破卸壓的重點部位；李俊平等(2015)應用FLAC3D靜態(tài)模擬巷道掘進中巷幫鉆孔卸壓的鉆孔參數(shù)的卸壓效果，并采用ANSYS/LS-DYNA程序和FLAC3D程序相結(jié)合，動態(tài)模擬了硬巖巷道端面的鉆孔爆破卸壓過程，分析了不同卸壓方案的鉆孔爆破卸壓效果。……