油罐爆炸作用下隧道衬砌动力响应数值模拟研究

来源：黄金科学技术杂志2022年第4期北京时间：

作者：周占星,刘科伟,李旭东,黄晓辉,马泗洲

单位：中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083

摘要：为准确分析油气爆炸下隧道及采矿巷道等地下工程的结构稳定性，采用FLACS软件计算LPG爆炸荷载，基于LS-DYNA软件将爆炸冲击荷载施加于结构表面，进而计算爆炸荷载作用下衬砌结构动力响应。研究结果表明：隧道的“角状结构”对冲击波反射具有强化作用，致使相应位置形成应力集中，应力波强度衰减缓慢，随着传播距离的增加，衬砌所受应力逐渐减小且同一截面应力值趋于一致；同一截面不同测点处的速度、位移值受爆心距和隧道几何结构的共同影响，当爆心距大于12 m时，速度和位移值变化趋于稳定；顶部衬砌和底部结构更易发生破坏，边墙位置损伤程度较小。该研究成果为地下工程安全稳定性分析提供了方法依据，也为巷道抗爆设计及支护优化提供了理论参考。

关键词：隧道衬砌,液化石油气,油罐爆炸,数值模拟,动力响应

基金资助：国家自然科学基金项目“深部高应力岩体环境深孔一次爆破成井机理与方法研究”(51974360)