随着我国长江经济带发展战略的实施,以及对航道通航标准提出的新要求,使得航道水下炸礁工程呈现大体积、大药量的趋势;同时随着我国城市化进程的推进,使得爆区区域环境日趋复杂,进而对于水中冲击波这一水下钻孔爆破过程中的主要有害效应的控制也更为严格。尽管陆地爆破的相关理论已较为成熟,但是在水下环境中,水介质的存在导致了水下钻孔爆破与陆地钻孔爆破的极大不同。并且由于水中冲击波传播过程的影响因素众多,水中冲击波的监测困难以及水下钻孔爆破的工程实践相对较少等原因,水下钻孔爆破水中冲击波理论的发展和相关规律的研究得到了一定程度的限制,进而给实际工程中预测水中冲击波有害效应造成了极大的困难。鉴于此,本文以重庆长江航道九龙坡至朝天门段疏浚工程为依托,构建了与实际炸礁工程相匹配的台阶水下钻孔爆破数值计算模型,在研究水下钻孔爆破水中冲击波传播规律的基础上,综合分析了水中冲击波有害效应对桥墩的影响规律,进而对如何有效地削减水下钻孔爆破水中冲击波有害效应这一问题展开了系统而深入研究,论文完成的主要工作和成果包括以下几个方面:(1)对重庆长江航道九龙坡至朝天门段疏浚工程进行精细现场调研,收集勘察报告和爆破方案等现场资料,分析整理研究区域工程概况、地质条件以及爆破施工方案为后续数值模拟研究奠定基础。(2)根据炸礁工程实际情况,运用ANSYS/LS-DYNA显式动力分析有限元软件构建了与工程实际相符合的台阶水下钻孔爆破数值计算模型,分析得到了水中冲击波传播及衰减规律,冲击波在极短时间内上升到峰值,随后呈指数规律衰减至静水压力,最后在静水压力值上下波动。同时,利用在水下钻孔爆破现场测试获得的水击波峰压数据,验证了数值计算模型的可靠性,为下文的研究奠定了基础。(3)考虑到水下钻孔爆破过程中桥墩的动力响应是地震波和水击波共同作用的结果,在构建的工程现场相符合的临近桥墩水下钻孔爆破数值计算模型中设置多条减震沟以削减钻孔爆破产生的地震效应,进而获得水中冲击波有害效应对桥墩的影响规律,桥墩应力及速度响应最大值均位于桥墩趾和桥墩中部,因此在实际工程中,应重点关注桥墩这两个部位。(4)为探究气泡帷幕布置形式中多个参数对水中冲击波削减作用的影响程度和规律,基于正交试验和极差分析的方法,构建了考虑气泡帷幕数量、气泡帷幕间距以及气泡帷幕防护距离三个影响因素的正交数值计算方案。正交试验结果分析和敏感性分析结果分析表明,遵循数量多且靠近被保护对象的原则设置气泡帷幕,能最有效的削减水中冲击波对建(构)筑物的有害作用。