针对高地应力条件下地下洞室和深埋隧洞的岩体开挖,通过爆破过程岩体裂纹扩展及爆生气体高速逸出非定常流动过程分析,确定了钻孔爆破过程炮孔内爆炸荷载的变化历程;针对隧洞钻爆开挖的典型炮孔布置和微差起爆顺序,确定了对应的分步开挖荷载,建立了描述开挖荷载瞬态卸荷过程的力学模型。在此基础上,提出了开挖荷载瞬态卸荷诱发震动的等效模拟方法,实现了复杂开挖荷载条件下的多向瞬态卸荷过程模拟,初步建立了开挖荷载瞬态卸荷诱发震动的计算理论及方法;结合开挖瞬态卸荷的动力有限元模拟,并结合实测工程资料的验证分析,确定了诱发震动与岩体初始应力和传播距离的定量关系,建立了岩体开挖瞬态卸荷诱发震动的预测预报方法,为大跨度地下洞室和深埋隧洞围岩的开挖卸荷松动变形控制及动力稳定性评价提供了理论依据。研究成果在大型水电工程建设、深部采矿、核废料深埋储置等领域具有广阔的工程应用前景。
英文主题词excavation;transient unloading of in-situ stress;induced seismic;high in-situ stress