地下工程施工爆破围岩损伤分区研究

基于围岩开挖爆破主频率衰减过程定义损伤变量,得到围岩爆破损伤量随爆心距变化的函数关系式;通过围岩爆破损伤量与爆心距函数关系曲线变化规律以及围岩破坏特征总结得出围岩损伤破坏的5个区,分别为:围岩粉碎区、碎裂区、破裂区、后续损伤区(扰动区)和原岩区,并得出对应的分界损伤变量、爆心距以及围岩损伤范围。以龙滩水电站右岸导流洞爆破开挖工程为例,计算结果表明:龙滩水电站右岸导流洞爆破开挖引起的岩体损伤量是爆心距的递减函数,损伤范围依次为0.5 m、0.59 m、3.16 m、8.25 m,损伤范围依次增大,增长率先增大后减小,如粉碎区到碎裂区增长率为15.3%,碎裂区到破裂区为81.3%,破裂区到后续损伤区为61.7%。围岩损伤在破裂区变化最快,此范围内爆破应力波能量衰减急剧,粉碎区、碎裂区、后续损伤区以及原岩区损伤变量随爆心距缓慢递减。实例表明,此损伤分区计算方法具有可靠性。研究成果对于有效评估地下工程施工围岩损伤特性及分析隧洞开挖优化设计具有积极意义。