圆形巷道断面爆破地震波在围岩屮传播的规律探讨逢焕东，陈士海，高文乐（山东科技大学土木建筑学院，山东青岛266590）摘要：装药起爆后，其爆破地震波对围岩的作用是地下T程和结构抗震的巫要研究内容。本文根据爆破地丧波位移势函数的特点，采用分离变量的方法,求解得到轴坐标下的围岩质点运动规律，求出了围岩中应力随轴向距离、径向距离和时间的变化规律。把一般情况下的爆生气体压力作为边界应力条件荷载，施加于巷道围岩，求解得到了应力变化的振幅参数。结果表明：爆破地震波所导致的围岩内应力衰减极快，不同的成分分别与距离1/2,3/2,5/2次方成反比，还伴随右时间、径向距离的负指数衰减；同时，影响地虎波衰减和应力变化的其他因素还有爆破空腔半径、围岩的赋存条件参数，以及山此引起的各向异性。关键词：井巷工程；爆破地丧；围岩；波动方程；分离变量中图分类号:TD235StudyonPropagationLawofBlastingSeismicWaveinConfiningRocknearCircularDriftSectionPANGHuandong,CHENShihai,GAOWenle(CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,ShandongUniversityofScienceandTechnology,ShanDongQingDao266590)Abstract:Theeffectivenessofseismicwaveplaysimportantroleafterthechargedinitiatinginconfiningrock・Inthispaper,accordingtothecharacteristicofthedisplacernempotentialfunctionoftheblastingvibrationwave,bythemethodofseparationofvariables,therulebetweenstressandaxialdistance,radialdistanceandtimehasbeenworkedout.Thegenerallyusedblastinggaspressureisconductedasbounda「ycondition,whichactsuponthewallofconfiningrock,andtheamplitudeparameterofthestresshasbeengiven.Theresultsuggeststhatthestressinconfiningrockdecreasesveryquickly,anditisproportionaltothepowerofminus1/2,3/2,5/2indistance,aswellasdeclineswithtimeandradialdistance,respectively.Atthesametime,thefactorswhichhasholdonthestressareradiusofblastingcavity,conditionparametersofconfiningrock,andtheanisotropycausedbythem.Keywords:shaftandtunnelengineering;blastingvibration;confiningrock;waveequation;separationofvariables0引言爆破掘进中产生的震动效应对围岩及其支护结构的安全至关重要，其影响一直是一个值得重视的问题。三维条件卜，山于弹性动力学方程固有的求解困难，还难以得到含孔洞由岩在爆破地丧波作用下，其内部位移、应力随时间变化的规律。过去的研究，例如兰姆问题解、开尔文解，给出了针对半无限空间、连续岩体内的应力解答；吕爱钟等运用复变函数方法，给出了不同形状的地下隧洞的力学分析［1］。这些研究，大多针对静态，没彳j涉及时间的变化。目前的研究，大多没有考虑时间变量，借助数值计算技术，为实际生产提供技术支持。例如，刘国华、王振宇进行了爆破荷载作用下隧道的动态响应分析［2］；左双英等从用数值模拟方法，研究了隧道爆破开挖围岩的动力损伤，为围岩的进一步变化提供了依®［31：严基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20113718110002）作者简介：逢焕东，（1969-）,男，副教授，主要从事岩土力学和爆破安全技术的教学与科研工作。E-mail:phd2050@163.com鹏等探讨了筒地应力条件下隧洞开挖动态卸荷的破坏机理，指出了径向应力、切向应力影响的差异［4］；孙金山等探讨了节理岩体地下洞室的爆破开挖引发的节理松动导致的围岩稳定问题［5］；右洪超等用FLAC3D数值模拟法进行隧道掘进爆破条件下的前洞围岩振动效应分析［6］,等等。但是，巷道围岩在动力作用下，特别是爆破地震的影响下，它的受力状态和位移，始终是决定其稳定性的根木因素。如何运用弹性力学理论，对圆形巷道迎头掘进爆破产生的地震波在围岩中，随时间变化的规律进行处理，并H求得解析解，结果还没冇见到。本文试图解决这个问题。1问题的求解巷道形状简化为圆形。掘进中的爆破地震传播区域简化为图Io山于爆破破碎区岩石的破坏情况非常复杂，这里把爆炸区域的曝破作用荷载简化为一振动源（边界条件）施加于巷道迎头，不详细探讨標破破碎该区域...