公路隧道爆破冲击波洞内传播规律及衰减特性

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对于隧道中的爆破,一直是个值得关注的问题。爆破后炸药的能量一部分用于破碎岩体,而另一部分则转化成冲击波向掌子面后方传播,关于爆破后冲击波在隧道内不同位置的传播及衰减规律,目前还没完全探明。本文通过数值模拟,以宝鼎2号隧道的隧洞结构为依托,对爆破后冲击波在空气、等截面直隧道、含联络通道隧道及变截面隧道中传播进行了模拟,并分析了冲击波的衰减特性,研究成果可以为隧道内现场施工人员在防护冲击波时提供参考依据,主要如下:
  (1)对比了不同学者提出来的空气中爆破后冲击波的超压预测公式,同时对爆破后冲击波在空气中传播进行了数值模拟。
  (2)建立等截面直隧道三维模型,模拟爆破后冲击波在等截面直隧道中的传播,验证了冲击波传播基本理论,分析了爆轰产物的传播距离,分析了爆破后冲击波沿直隧道纵向和横向的衰减规律。
  (3)建立了含联络通道隧道三维模型,模拟爆破后冲击波在含联络通道隧道内的传播,总结了不同位置的超压云图和超压曲线,分析了冲击波沿纵向的衰减规律以及横断面不同位置处的超压大小。在此基础上,建立不同角度联络道的隧道三维模型,比较不同角度联络道对冲击波衰减的影响。
  (4)建立了截面先缩小后扩大的隧道三维模型,模拟爆破后冲击波在变截面隧道内的传播,总结了变截面前后位置的超压云图和超压曲线,分析了冲击波沿纵向和横向的衰减。在此基础上,建立不同变截面倍数的三维隧道模型,比较不同变截面倍数对冲击波衰减的影响。
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