›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (10): 3011-3016.doi: 10.16285/j.rsm.2016.10.036

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

既有隧道扩建爆破振动数值模拟研究

刘 冬1, 2,高文学1,孙宝平3,刘丹卉4,周世生5   

  1. 1. 北京工业大学 建工学院,北京 100124;2. 北京市道路工程质量监督站,北京 100076;3. 首都经济贸易大学 安全与环境工程学院,北京 100070;4. 北京市道路工程造价定额管理站,北京 100053;5. 北京市政路桥股份有限公司,北京 100086
  • 收稿日期:2016-05-30 出版日期:2016-10-11 发布日期:2018-06-09
  • 作者简介:刘冬,男,1981年生,博士研究生,工程师,主要从事隧道及地下工程方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 51538001)

Numerical simulation of blasting vibration on existing tunnel extension

LIU Dong1, 2, GAO Wen-xue1, SUN Bao-ping3, LIU Dan-hui4, ZHOU Shi-sheng5   

  1. 1. College of Architecture and Civil Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China; 2. Beijing Road Engineering Quality Supervision Station, Beijing 100076, China; 3. School of Safety and Environmental Engineering, Capital University of Economics and Business, Beijing 100070, China; 4. Beijing Road Engineering Cost and Quota Management Station, Beijing 100053, China; 5. Beijing Road and Bridge Municipal Co. Ltd., Beijing 100086, China
  • Received:2016-05-30 Online:2016-10-11 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51538001).

摘要: 基于原有隧道改扩建拱顶塌腔段扩建开挖,系统研究了多临空面条件下岩体爆破振动规律。采用完全重启动数值方法和拉格朗日算法分析岩体爆破振动规律,模拟爆破振动对隧道塌腔加固区和既有隧道围岩的影响,并获得了特征点的振动速度和衰减规律。数值模拟的最大振速符合爆破振动安全允许标准的要求,从而验证了爆破设计的可行性,并指导了爆破施工。同时,对隧道塌腔段开挖进行爆破振动监测。通过对比分析现场振动监测数据,数值模拟与现场监测结果吻合。结果表明,采用拉格朗日算法和完全重启动数值模拟方法可以描述隧道多孔毫秒延期爆破破岩和质点振动传播规律。该研究结论对隧道多孔毫秒延时控制爆破工程具有参考和指导意义。

关键词: 隧道扩建, 爆破开挖, 塌腔, 爆破振动, 数值模拟

Abstract: In this paper, the blasting vibration of rock is analyzed under the condition of multi-free surfaces, which is based on the excavation of a collapse cavity section in the extension of the existing tunnel. The effect of simulating blasting vibration on the reinforcement area of the collapse cavity and surrounding rock is investigated by a fully restarted numerical method and Lagrangian algorithm method. Furthermore, vibration velocities and the attenuation law of characteristic points are obtained. It is found that the maximum vibration velocities calculated by the numerical method are in accordance with the requirement of the safety of blasting vibration. It also verifies the feasibility of blasting design, and can be used a guide for the blasting construction. Meanwhile, the blasting vibration monitoring of collapse section excavation is also conducted. The obtained vibration velocities from field experiments with the numerical simulation are in a good agreement. The results indicate that numerical methods can be used to describe the rock fragmentation and blasting vibration well in the millisecond delay blasting. Therefore, the current study shows a good example for the similar engineering conditions.

Key words: tunnel extension, blasting excavation, collapse cavity, blasting vibration, numerical simulation

中图分类号: 

  • U 455

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