隧道掘进爆破载荷作用下埋地管道的振动峰值速度预测研究*

为研究隧道掘进爆破过程中地震效应对邻近埋地管道安全性的影响,建立平行于隧道的埋地管道数值模型,将管道视为薄壳圆柱体,定义管道在动载荷作用下的塑性破坏准则,并利用无量纲分析法构建管道表面质点的振动速度关于振动频率与爆破持续时间的数学模型,从而研究埋地管道受震特性。结果表明:隧道掘进爆破作业下成洞侧的管道应力峰值低于非成洞侧的管道应力峰值,爆炸载荷下邻近埋地管道表面最大振动速度位于爆源与管道表面最近点处,在该点两侧45度范围内为管道易受损位置。将预测公式计算所得振速峰值与数值模型提取的振速峰值进行比较,得出二者的平均误差约为17.7 %。     

基于不同空气间隔装药结构的爆破效果动力响应研究

研究了不同空气间隔装药结构对光面爆破效果的影响,利用ANSYS/LS-DYNA动力分析软件建立实体模型,对5种不同空气间隔装药结构进行数值模拟,并对应力云图及有效应力时程曲线比较分析。研究结果表明:数值计算结果和模拟结果基本吻合,下部装药结构孔口应力集中,基本不采用;短进尺掘进宜采用上部空气间隔装药;中等长度掘进宜采用中部空气间隔装药;在不拒爆条件下长进尺掘进宜采用分段空气间隔装药或小药卷直径装药。