钻爆法是我国修建交通隧道时最常用的方法,隧道掘进爆破是钻爆法最为关键的一个环节。然而目前关于岩体在炸药爆炸作用下的破碎过程和效果的研究较少。隧道爆破基本按工程经验和工程类比来进行设计,主观性太强。本文针对隧道爆破工程不同类型的炮孔做了系统性的研究,取得以下成果:(1)在掌握国内外岩石爆破理论和数值模拟软件LS-DYNA计算原理的基础上,选定了岩体破坏准则。以营盘山单线铁路隧道爆破工程为依托工程,通过在软件中定义单元失效准则的方式实现岩体破碎过程的可视化。(2)建立单孔柱状装药爆破数值模型,分析炮孔不同的不耦合系数下岩体的破碎过程和效果。得出岩体的压碎区、裂隙区半径随不耦合系数增大而减小,炸药在不耦合系数为1.5时的利用率最高等结论。(3)首先从理论上分析了掏槽眼爆破的特点,然后根据依托工程掏槽眼设计参数建立了掏槽眼爆破数值模型,分析不同掏槽眼夹角的爆破效果,计算后发现参数不合理。接着减小了掏槽眼孔底距离,增大了装药系数,重新分析不同掏槽眼夹角的爆破效果。计算结果表明,掏槽眼夹角越大,掏槽区域岩体越破碎。建议掏槽眼夹角设置为55°～65°,装药系数在0.85左右,孔底距离在70cm以内。(4)首先从理论上分析了辅助眼爆破的特点,然后根据依托工程辅助眼设计参数,建立了辅助眼爆破数值模型,根据炮孔间距和炮孔排距的不同设置了 6个工况。根据各工况岩体的破碎情况,建议辅助眼炮孔间距设置为100cm、排距设置为70cm,内圈眼炮孔间距设置为80cm,炮孔排距设置为60cm～70cm。(5)建立光面爆破数值模型,计算后发现会出现超挖,平均线性超挖大约为22cm。通过调整最小抵抗线(光爆层厚度)和周边眼与轮廓线的距离,重新建立模型进行计算分析。光爆层厚度的增加无法减少超挖,只是会使得光爆层岩体破碎程度迅速下降。增大炮孔到设计开挖轮廓线上的距离可以有效控制超挖。建议依托工程光面爆破的炮孔向设计开挖轮廓线内移动20cm,最小抵抗线改为70cm。