隧道光面爆破不耦合系数优化研究

重阳隧道采用光面爆破开挖。为了改变光面成缝效果差和爆炸能量利用率低的现状,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对不耦合系数K=1.31、K=1.65、K=2、K=2.3、K=2.65的工况进行模拟,研究光面爆破中应力波和的爆生气体作用机理、不同不耦合装药结构对爆破效果的影响,以光面成缝效果来确定最佳不耦合系数。以K=2的模拟工况为例,通过岩石应力云图和爆生气体扩散云图,详细分析了应力波和爆生气体对岩石的破坏效果,爆生气体对岩石的作用时间更长。用两炮孔之间监测点的应力曲线,讨论了岩石破坏的两种类型,验证了光面裂缝是由爆炸应力波和爆生气体共同作用形成的,爆生气体对裂缝的形成起决定性作用。模拟结果表明:在相同装药量条件下,当K=2时,预裂缝效果较好,可以改善爆破效果并提高能量的利用率,既能形成完整的裂缝且没有对岩体造成过度破坏,为实际施工提供参考依据。