基于ALE算法的隧道开挖爆破振动特性数值分析

来源：大连理工大学学报杂志2017年第3期北京时间：

作者：王峥峥,张杨生

摘要：基于ANSYS/LS-DYNA软件，分析隧道开挖过程中爆破振动对围岩及初期支护的影响．为了使数值模拟能够真正反映实际情况，采用更精确合理的爆炸数值计算方法利用软件内置炸药模块和状态方程模拟爆破荷载的作用，并采用ALE算法模拟炸药与岩石之间的接触关系．在ALE算法中，为防止爆炸过程中网格的过分畸变给结果带来不利影响，将炸药定义成流体．分析结果表明应力、速度均在爆炸发生的极短时间内达到峰值，而后迅速衰减，10ms后达到稳定状态．上台阶爆破在围岩拱顶处产生的水平振速峰值为下台阶爆破的6倍左右，在拱脚位置约为0.88倍；上台阶爆破在围岩拱顶处产生的竖直振速峰值为下台阶爆破的8倍左右．下台阶爆破在围岩拱顶处产生的应力峰值是上台阶爆破的1/5，在拱脚处相差不大；同一位置，初期支护结构质点振速峰值与单元应力峰值均比围岩大．

关键词：状态方程数值模拟ALE算法

基金资助：住建部科技项目(2014-K5-005)；大连市建委科技项目(052033).