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隧道施工中层状围岩爆破损伤分析( Analysis of damages in layered surrounding rocks induced by blasting during tunnel construction )
LH Ma X Jiang J Chen YF Zhao S Ren
层状岩体是一种特殊的地质体类型。层理面的存在可能导致切割效果差（围岩超挖/欠挖）、块体掉落或坍塌，从而影响此类岩石地区的大多数建设。由于缺乏合适的围岩损伤定量分析方法，使得层状围岩隧道的施工过程变得困难。针对这些问题，本文研究了单孔、双孔和四孔三种不同的掏槽爆破模型。在此基础上,利用LS-DYNA程序对泥岩、砂岩和层状岩石的应力波传播行为、裂纹扩展行为、断裂模式和断裂机理进行了分析。利用图像处理技术和分形理论，确定了三类岩石在不同掏槽爆破条件下的分形维数变化趋势和渐进损伤演化行为。确定了分形维数与岩石损伤程度之间的对应关系。结果表明,裂缝的萌生、扩展、分叉和分形维数演化与压缩波先于拉伸波的现象和[公式：见正文]单孔爆破下顺层的不协调变形关系更为密切。在双孔和四孔爆破条件下,爆破孔间的层裂、顺层裂隙穿透、断裂连通等现象主要是由于应力集中、反射张力波和应力波叠加等因素造成的。而且，在不同爆破条件下，岩石呈现出相似的渐进损伤过程，即先快速增加，后缓慢上升，最后进入稳定阶段。在不同爆破孔数下，岩石的动态损伤程度呈线性增加趋势。研究结果为地下工程爆破方案设计和优化提供了有益的参考。
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