深部隧道爆破开挖诱发围岩损伤与扰动效应数值分析

现阶段，不同地应力条件下深部岩体受爆破作用的损伤破坏分析尚显不足。为了研究深部隧道围岩爆破开挖损伤破坏规律，基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA，采用Riedel-Hiermaier-Thoma本构模型，对不同地应力环境下隧道爆破效果影响因素、围岩扰动范围等问题进行数值分析。结果表明：双向等压隧道的断面损伤程度与地应力水平呈负相关；随着地应力上升，地应力对隧道底板的损伤抑制作用渐为明显；隧道腰部围岩受爆破扰动较为突出，其应力和振动速度均随侧压力系数增大而大幅升高，且振动速度增幅超过40%，明显高于顶部围岩；在垂直应力20 MPa条件下，腰部测点应力、振动速度幅值随侧压力系数增加而增大的趋势较缓；当垂直应力升高至60 MPa时，侧压力系数对围岩扰动的影响较大。相关结论对实际工程施工具有重要指导意义，同时对隧道围岩稳定性监测与支护参数优化具有一定参考价值。