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隧道与地下工程灾害防治
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节理岩体隧洞光面爆破轮廓成型的影响机制
马晨阳,胡英国*,刘美山,徐辰宇,黄月君
(长江水利委员会长江科学院,湖北 武汉 430010)
The influence mechanism of smooth blasting forming of jointed rock mass tunnel
MA Chenyang, HU Yingguo*, LIU Meishan, XU Chenyu, HUANG Yuejun
(Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, Hubei, China)
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摘要 针对节理岩体钻爆开挖超欠挖严重的问题,采用HJC(Holmquist-Johnson-Cook)模型联合压剪与拉剪失效准则,开展不同节理特征条件下轮廓炮孔近区应力场分布及裂纹演化路径分析。研究结果表明:节理的倾角、厚度及强度特征显著影响裂缝扩展。节理与炮孔连线夹角呈45°时超欠挖最严重,形成较为明显的“Z”字形轮廓。节理强度越弱、宽度越大,对爆炸应力波的阻隔作用和拉伸破坏作用越强。结合节理特征对轮廓成型的影响机制与实际效果,提出光爆孔“空孔诱导”布设方案及起爆时序优化措施,丰富了光面爆破定向断裂及轮廓成型理论。
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马晨阳
胡英国
刘美山
徐辰宇
黄月君
关键词:  节理  裂纹  光面爆破  轮廓成型  超欠挖    
Abstract: In response to the serious problem of over- and under-excavation in the drilling and blasting excavation of jointed rock masses, the HJC(Holmquist-Johnson-Cook)model combined with compressive-shear and tensile-shear failure criteria was employed to analyze stress field distributions near profile blast holes and crack evolution paths under different joint characteristics. The results indicated that crack propagation was significantly affected by the dip angle, thickness, and strength of the joints.The most severe over- and under-excavation occurred when the angle between the joint and blast hole axis was 45°, forming a distinct “Z”-shaped profile. The weaker the joint strength was, the stronger the barrier effect on the explosion stress wave and the tensile failure effects would be. The same principle applies to the width of joints. Integrating the influence mechanism and practical effects of joint characteristics on contour formation, this study proposed a “blank hole induction” layout scheme for smooth blasting holes and optimized detonation sequencing measures. The research enriched the theory of directional fracture and contour forming in smooth blasting.
Key words:  joint    crack    smooth blasting    contour forming    over- and under-excavation
收稿日期:  2025-08-26      修回日期:  2025-09-04      发布日期:  2025-09-09     
中图分类号:  O383  
  TV554  
基金资助: 国家自然科学基金资助项目(52279093);国家自然科学基金资助项目(52079009);中央级公益性科研院所基本科研业务专项资助项目(CKSF2023322/YT)
通讯作者:  胡英国(1987年—),男,安徽安庆人,教授级高级工程师,博士,主要研究方向为水工岩石动力学。    E-mail:  whhuyguo@163.com
作者简介:  马晨阳(1990年—),男,湖北十堰人,工程师,博士,主要研究方向为工程爆破技术研究。E-mail: macy@mail.crsri.cn
引用本文:    
马晨阳, 胡英国, 刘美山, 徐辰宇, 黄月君. 节理岩体隧洞光面爆破轮廓成型的影响机制[J]. 隧道与地下工程灾害防治, .
MA Chenyang, HU Yingguo, LIU Meishan, XU Chenyu, HUANG Yuejun. The influence mechanism of smooth blasting forming of jointed rock mass tunnel. Hazard Control in Tunnelling and Underground Engineering, 0, (): 1-15.
链接本文:  
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