爆破作用下层状围岩隧道突变失稳判据研究

为判断爆破振动与损伤作用下层状岩体隧道的围岩稳定性，根据层状围岩失稳特征建立隧道力学模型，考虑爆破损伤和振动效应，构建层状围岩隧道系统总势能方程和突变失稳判据，分析爆破作用下层状围岩稳定性演化规律；并以沪昆高铁湖南段姚家隧道为工程背景，分析层状围岩隧道稳定性。结果表明：层状围岩隧道发生突变失稳的充要条件是满足分岔集方程，即当突变特征值Δ≤0时系统可能发生突变失稳；爆破累积效应造成围岩刚度不断降低，爆破药量增加提高爆破振动效应，这些均导致层状围岩失稳概率增加；实际隧道失稳评价结果与施工现场情况、监测结果一致，验证了失稳判据的有效性。