減振孔減振效應的數值模擬研究

趙蕊，李雅詩，王建新，彭琦，唐超華，朱建波

(1.天津大學 建筑工程學院；水利工程仿真與安全國家重點實驗室，天津 300350；2.深圳市市政設計研究院，廣東 深圳 518029)

工程爆破作為主要的施工手段被廣泛應用于礦山開采、隧道開挖、基礎設施建設等工程領域，與此同時，也帶來了諸多負面效應。炸藥在巖石中爆炸產生的能量主要用于對周圍介質做功，另有部分能量以應力波的形式向外傳播[1-2]。爆炸應力波的傳播對爆破施工場地附近的建(構)筑物、邊坡、鄰近地下洞室等會產生嚴重危害[3-6]。因此，如何在不影響工程質量、工期的前提下利用減振技術降低爆破振動對周邊的影響，一直是工程爆破亟待解決的關鍵問題。

天然巖體中存在如斷層、節理、層理等不連續面。爆炸應力波在巖體中傳播時，在不連續面處會發生反射、折射，導致波的能量減少、幅值減小、振動速度變小[7-9]。通過改變傳播介質的物理性質，影響爆炸應力波在巖體中的傳播與衰減，是目前地下工程爆破施工中行之有效的減振手段之一。依據此減振機理，在震源和被保護體之間設置減振孔，可以加速爆炸應力波的衰減，減小爆破振動對周圍構筑物造成的影響。減振孔鉆孔既不會產生額外振動，也不受開挖巖體條件的限制，具有施工工藝簡單、布置方式靈活、對環境影響破壞小等優點，現已廣泛應用于基坑、礦山、邊坡、隧道爆破開挖、人防工程等領域[10-12]。

許多學者通過試驗分析和數值模擬對減振孔的減振效果及影響因素進行研究。……