岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (9): 2929-2942.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1371CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1371
董源,胡英国,刘美山,李庚泉,马晨阳
DONG Yuan, HU Ying-guo, LIU Mei-shan, LI Geng-quan, MA Chen-yang
摘要: 岩石高边坡开挖保留岩体损伤演化是多台阶频繁爆破累积作用的结果,明确在频繁爆破荷载扰动下岩石高边坡岩体损伤形成机制对边坡稳定有重要意义。以白鹤滩水电站岩石高边坡开挖为工程背景,首先对拱肩槽边坡开挖爆破开展单孔和跨孔声波测试,通过连续测试多次爆破对保留岩体的累积损伤影响,揭示了均质岩石高边坡累积损伤主要由本层台阶爆破引起,下层台阶次之,随着爆心距的增加,3~5个台阶爆破以后几乎不造成累积损伤影响;进而以白鹤滩水电站左岸高程700~650 m的岩石高边坡开挖为对象,采用LS-DYNA软件完全重启动技术,模拟了5层台阶循环爆破荷载作用下岩石高边坡保留岩体累积损伤演化规律,结果表明均质岩石高边坡累积损伤具有局部特征,本层台阶占比70%~82%,相邻台阶占比10%~20%,从定量描述岩体累积损伤范围的角度,数值模拟与现场数据吻合较好;基于应力判别对爆破损伤形成机制进行了分析,岩石高边坡累积损伤是本级台阶近区压损伤,中远区张拉损伤和下级各台阶爆破应力波反射拉应力联合作用的结果;最后,基于回归分析方法建立了爆破频次与损伤程度、损伤深度的损伤预测模型,结果表明均质岩石高边坡梯段开挖引起保留岩体的累积损伤仅与当前爆破梯段及邻近的2个梯段开挖关系密切,损伤区的损伤程度随爆破荷载扰动次数增加而呈现指数型衰减的累积特征。在此基础上,提出了考虑累计损伤效应的爆破振动安全控制标准。相比于单次爆破,频繁爆破荷载扰动下安全控制标准更为严格,当前采用的控制标准不利于安全控制。
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