吳 亮， 施 明， 向曉銳， 陳 洋

(1. 水能資源利用關(guān)鍵技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖南 長沙 410014；2. 武漢科技大學(xué)理學(xué)院 湖北省智能爆破工程技術(shù)研究中心, 湖北 武漢 430065；3. 云南省滇中引水工程建設(shè)管理局， 云南 昆明 650021)

0 引言

目前，我國西南山區(qū)高應(yīng)力條件下的地下洞室與隧道開挖工程越來越多。然而，高應(yīng)力區(qū)巖體開挖施工中圍巖松動(dòng)效應(yīng)愈來愈顯著，常會(huì)導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)而引發(fā)工程事故。為減小高應(yīng)力區(qū)巖體開挖的松動(dòng)效應(yīng)，保證洞室與隧道圍巖結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，需對(duì)引起巖體松動(dòng)的爆炸荷載與初始地應(yīng)力動(dòng)態(tài)卸荷的作用機(jī)制進(jìn)行深入研究。

國外學(xué)者對(duì)地下工程巖體開挖的松動(dòng)效應(yīng)問題早已進(jìn)行了大量的研究。代表性的成果有Kesall等[1]研究的工程巖體卸荷松動(dòng)區(qū)的變形及其力學(xué)特征，以及Molinero等[2]提出的數(shù)值模型與計(jì)算方法。國內(nèi)系統(tǒng)研究巖體開挖松動(dòng)機(jī)制主要基于解決三峽永久船閘高邊坡工程問題的需要，并逐步形成了較完善的理論與實(shí)踐體系。但以往研究成果多是在靜力學(xué)范疇下開展的。隨著人們對(duì)工程問題的深入認(rèn)識(shí)，研究者發(fā)現(xiàn)高地應(yīng)力條件下節(jié)理巖體爆破開挖的卸荷是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，并誘導(dǎo)巖體松動(dòng)。

早在20世紀(jì)70年代，Cook等[3]就發(fā)現(xiàn)開挖過程中巖體內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力有原巖應(yīng)力突然釋放的作用； 隨后Abuov等[4]、Carter等[5]對(duì)巖體應(yīng)力瞬態(tài)卸荷產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)現(xiàn)象進(jìn)行了討論。近20年來，盧文波等[6-7]研究了巖體瞬態(tài)卸荷的動(dòng)力學(xué)理論機(jī)制及其效應(yīng)； 王明洋等[8]分析了巖體在擾動(dòng)下的運(yùn)動(dòng)積分和等效動(dòng)能； 周小平等[9]研究了卸荷速率和巖體動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)對(duì)深埋洞室圍巖分區(qū)破裂化現(xiàn)象的影響。目前的研究主要以完整均質(zhì)連續(xù)性介質(zhì)為主，針對(duì)節(jié)理巖體以及含宏觀缺陷巖體的研究雖然也得到了關(guān)注，但研究成果還不多。相關(guān)研究表明[10]： 原巖地應(yīng)力動(dòng)態(tài)卸除過程使巖塊產(chǎn)生彈性回復(fù)、滑移和巖體弱面張開。孫金山等[11]運(yùn)用UDEC離散元方法研究了地應(yīng)力瞬態(tài)調(diào)整過程中節(jié)理巖體圍巖的松動(dòng)過程，分析了地應(yīng)力卸荷和爆破對(duì)圓形隧道圍巖損傷的影響。羅憶等[12-13]采用混凝土試件進(jìn)行了試驗(yàn)，確定了初始應(yīng)力的瞬態(tài)卸荷引起的巖體結(jié)構(gòu)面張開，而準(zhǔn)靜態(tài)卸荷難以觀察到明顯的結(jié)構(gòu)面張開現(xiàn)象。王晗等[14]采用Voronoi方法生成柱狀節(jié)理，通過設(shè)置不同地應(yīng)力水平的工況，研究了爆破開挖過程中地應(yīng)力與爆炸作用下柱狀節(jié)理玄武巖的松動(dòng)機(jī)制。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于節(jié)理巖體爆破開挖松動(dòng)特性的研究，大多是基于單一的荷載與圓形隧道結(jié)構(gòu)，忽略了節(jié)理巖體松動(dòng)效應(yīng)由爆破沖擊與地應(yīng)力卸荷共同作用的實(shí)際情況。另外，巖石塊體的側(cè)向約束作用也常被忽略。因此，本文結(jié)合水電站地下廠房的巖體卸荷松動(dòng)問題，采用動(dòng)力松弛與顯示計(jì)算法，分析爆炸荷載與初始地應(yīng)力動(dòng)態(tài)卸荷的耦合作用、側(cè)向約束以及地應(yīng)力水平等參數(shù)對(duì)塊體位移的影響。

1 高應(yīng)力區(qū)巖體爆破開挖松動(dòng)機(jī)制

在水電站地下廠房、洞室高邊墻和高地應(yīng)力壩肩槽巖體的開挖工程中，鉆孔爆破仍是這類高應(yīng)力區(qū)巖體工程開挖的主要手段。在中、高地應(yīng)力條件下，節(jié)理巖體爆破開挖過程中，炮孔內(nèi)藥包起爆后，爆炸荷載以壓縮波的形式向外傳播，在此過程中節(jié)理巖體快速擠壓蓄能； 當(dāng)應(yīng)力波在相鄰炮孔連線上形成微觀裂紋后，孔內(nèi)爆生氣體在裂紋的導(dǎo)向作用下促使裂紋快速擴(kuò)展，在相鄰炮孔迅速貫通后初始應(yīng)力瞬間釋放，開挖面上的初始地應(yīng)力荷載瞬間卸除后會(huì)對(duì)節(jié)理巖體產(chǎn)生擾動(dòng)。該擾動(dòng)在巖體中以應(yīng)力波(卸荷波)的形式傳播，儲(chǔ)存在節(jié)理巖塊中的彈性勢能也會(huì)瞬間釋放，最終引起節(jié)理巖塊的松動(dòng)； 而儲(chǔ)存在巖塊中的彈性勢能主要是由爆炸荷載加壓蓄能和長期存在的地應(yīng)力構(gòu)成； 因此，高應(yīng)力區(qū)節(jié)理巖體開挖過程引起的松動(dòng)效應(yīng)受爆炸荷載和初始地應(yīng)力共同作用的影響。

2 數(shù)值模擬計(jì)算模型確定

2.1 工程背景

本文基于高地應(yīng)力區(qū)水電站廠房分層開挖工程，通過動(dòng)力有限元軟件LS-DYNA模擬高地應(yīng)力區(qū)巖體爆破開挖后節(jié)理巖體的松動(dòng)效應(yīng)，主廠房分層開挖示意圖如圖1(a)所示。在地下廠房的施工設(shè)計(jì)中多采用分層開挖，當(dāng)開挖到底層時(shí)，由于地應(yīng)力重新分布，待開挖巖體側(cè)向地應(yīng)力增加，一般采用先中間拉槽、再擴(kuò)挖。例如： 瀑布溝地下廠房鉆爆開挖過程中的布孔方式如圖1(b)所示，爆破過程采用2#巖石炸藥，孔間距為2.1 m，排間距為2 m； 開挖區(qū)域巖體采用分段延時(shí)爆破，排中2段延時(shí)，排間4段延時(shí)，整個(gè)爆破過程有8個(gè)階段，每階段雷管段數(shù)依次選取為MS1、MS3、MS5—MS15。在拉槽過程中爆破沖擊和地應(yīng)力的瞬態(tài)卸荷勢必引起節(jié)理巖體產(chǎn)生松動(dòng)，特別是在底板一次貫通開挖中巖體卸荷效應(yīng)尤為突出，如圖2所示。為簡化分析過程，選有保留巖體臺(tái)階的部位作為主要研究對(duì)象，即隧道與主廠房連通部位、底板蝸殼部位等。一是開挖過程中這些部位地應(yīng)力更為顯著； 二是臺(tái)階巖體上部沒有約束，相比邊墻圍巖向外移動(dòng)的阻力要小。計(jì)算模型假定在爆破開挖區(qū)前存在2組貫穿正交節(jié)理AB和BC，節(jié)理面上無黏結(jié)強(qiáng)度，考慮巖體自重和構(gòu)造應(yīng)力，如圖3所示。

(a) 主廠房分層開挖示意圖

(b) 拉槽爆破設(shè)計(jì)圖

圖2 水電站地下廠房底板爆破區(qū)

Fig. 2 Floor blasting area of underground powerhouse of hydropower plant

圖3 分析模型示意圖

2.2 開挖荷載確定

目前在爆破擾動(dòng)的數(shù)值計(jì)算中，爆破荷載的施加方法主要有4種： 1)利用LS-DYNA提供的炸藥材料模型和JWL狀態(tài)方程直接模擬炸藥的爆轟； 2)將理論計(jì)算的爆破荷載時(shí)程曲線直接施加在炮孔壁上； 3)根據(jù)圣維南原理，將炮孔壁上的爆破荷載等效施加在炮孔粉碎區(qū)的外邊界上； 4)將實(shí)測振速、加速度等時(shí)程曲線輸入到計(jì)算機(jī)程序，還原成爆破荷載作用在巖石上的壓力。

在直立邊墻模型下，在確定開挖區(qū)域后，本文采用第3種施加方法將爆破荷載等效施加在開挖面上。依據(jù)文獻(xiàn)[7,15]，將理論分析的爆炸荷載時(shí)程曲線繪制成如圖4所示的曲線，在此基礎(chǔ)上，將理論的荷載曲線簡化成三角形荷載，如圖5所示。采用簡化后的三角形爆破荷載進(jìn)行有限元計(jì)算只需確定爆破荷載峰值p0、爆炸荷載上升時(shí)間tr和爆炸荷載持續(xù)時(shí)間td。由于簡化后的荷載基本信息都得到保留，計(jì)算精度能滿足工程需要。

圖4 爆炸荷載與地應(yīng)力動(dòng)態(tài)卸荷曲線

圖5 爆炸荷載與地應(yīng)力動(dòng)態(tài)卸荷簡化曲線

Fig. 5 Simplified dynamic unloading curve of blasting load and in-situ stress

爆破開挖采用2#巖石乳化炸藥，孔深5 m，堵塞1 m，孔排間距為1 m×1 m，孔徑76 mm，炸藥直徑60 mm。根據(jù)文獻(xiàn)[16]可計(jì)算出炮孔受到爆破荷載峰值p0=392.2 MPa，再將爆破荷載通過第3種方法等效施加在開挖邊界上。施加等效爆破荷載計(jì)算公式為

pe=(2r/a)p0

(1)

式中：pe為等效爆破荷載峰值；r為炮孔半徑；a為孔間距。

通過式(1)可以計(jì)算出本算例的等效爆破荷載峰值pe=60 MPa，據(jù)相關(guān)研究成果，取爆炸荷載上升時(shí)間tr=1 ms，爆炸荷載持續(xù)時(shí)間td=10 ms。

根據(jù)大量研究發(fā)現(xiàn)，高應(yīng)力區(qū)巖體爆破開挖時(shí)，根據(jù)炮孔及周邊巖石裂縫面上的應(yīng)力狀態(tài)，只有在裂縫完全貫通、爆生氣體逸出、炮孔內(nèi)爆炸荷載衰減至開挖面上的地應(yīng)力大小相等時(shí)，巖體在宏觀上才開始體現(xiàn)出卸荷效應(yīng)[17]。根據(jù)開挖面上的應(yīng)力連續(xù)條件，地應(yīng)力瞬態(tài)卸荷歷程與宏觀卸荷開始后的爆炸荷載歷程曲線重合，如圖4所示，由此可得地應(yīng)力卸荷持續(xù)時(shí)間

tdu=td-tb

(2)

式中tb為地應(yīng)力瞬態(tài)卸荷開始時(shí)間。

2.3 計(jì)算模型

數(shù)值模型需考慮構(gòu)造應(yīng)力和巖體自重。在高應(yīng)力區(qū)節(jié)理巖體開挖工程中，巖體除了受到開挖面方向上的水平地應(yīng)力作用外，還會(huì)受到側(cè)向地應(yīng)力的作用。針對(duì)有無側(cè)向地應(yīng)力作用，本文提出了2種數(shù)值計(jì)算模型。

圖6示出無側(cè)向地應(yīng)力的數(shù)值模型，模型的總體尺寸為30 m×5 m×20 m，開挖后形成2級(jí)臺(tái)階，拉槽寬度為8.0 m，y的正方向?yàn)槔坶_挖方向；上層臺(tái)階高度為3.0 m，下層待挖形成的臺(tái)階高度為5.0 m，底部基礎(chǔ)高度為12.0 m，假設(shè)下層臺(tái)階中有1個(gè)塊體，其尺寸為5 m×5 m×7 m。

圖6 無側(cè)向地應(yīng)力數(shù)值模型(單位： m)

圖7示出有側(cè)向地應(yīng)力的數(shù)值模型，該模型在無側(cè)向地應(yīng)力模型的基礎(chǔ)上左右擴(kuò)充10 m。網(wǎng)格劃分最小尺寸為0.5 m，模型四周邊界設(shè)置為無反射邊界。在數(shù)值模型中，巖石采用線彈性材料，彈性模量E=50 GPa，巖石密度為ρ=2 700 kg/m3，泊松比μ=0.2。節(jié)理巖體和母巖之間的接觸采用LS-DYNA軟件中自動(dòng)面面接觸，節(jié)理巖塊與母巖的接觸動(dòng)摩擦因數(shù)f=1.0，節(jié)理面黏聚力和抗拉強(qiáng)度都取為0。

圖7 有側(cè)向地應(yīng)力數(shù)值模型(單位： m)

2.4 求解方法

眾所周知，地下工程巖體開挖前受自重與地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力的影響。因此，采用動(dòng)力有限元軟件LS-DYNA進(jìn)行高應(yīng)力區(qū)巖體爆破開挖計(jì)算時(shí)，應(yīng)先對(duì)巖體的靜應(yīng)力場進(jìn)行求解，再基于初始應(yīng)力場對(duì)爆破開挖的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行求解。由于LS-DYNA以顯示分析為主，尚不能在顯式求解器下直接再進(jìn)行靜力計(jì)算，但ANSYS給出了2種求解靜、動(dòng)力多荷載共同作用問題的解決方案。1)應(yīng)用ANSYS隱式求解器求解靜載問題后，再按照隱式-顯式的順序進(jìn)行求解，但對(duì)于非線性問題該方法會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。2)運(yùn)用LS-DYNA動(dòng)力松弛求解功能進(jìn)行應(yīng)力初始化，再進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算；該方法能解決非線性問題，但計(jì)算成本會(huì)增加。

由于本文研究內(nèi)容是高應(yīng)力區(qū)節(jié)理巖體的動(dòng)靜疊加問題，涉及到非線性問題的求解，因此，在靜力求解部分采用動(dòng)力松弛方法求解來實(shí)現(xiàn)計(jì)算要求。

3 節(jié)理巖體松動(dòng)計(jì)算

3.1 模型參數(shù)驗(yàn)證

工程監(jiān)測資料與研究表明，在高應(yīng)力區(qū)巖體爆破開挖卸荷后，節(jié)理巖體除了會(huì)產(chǎn)生彈性回復(fù)位移(應(yīng)變位移)外，還會(huì)產(chǎn)生剛體位移(節(jié)理張開位移)，且以剛體位移為主[17-18]。因此，在分析高應(yīng)力區(qū)節(jié)理巖體開挖過程中的松動(dòng)情況時(shí)，可以以節(jié)理張開位移為主要考察量。

在不考慮卸除荷載作用時(shí)間條件下，地應(yīng)力卸荷過程引起的節(jié)理張開位移可以通過能量守恒方法求得?？紤]摩擦力和巖體自重作用，節(jié)理巖體ABCD初始儲(chǔ)存的彈性應(yīng)變能在動(dòng)態(tài)卸荷后，一部分轉(zhuǎn)化為節(jié)理巖體的動(dòng)能驅(qū)使節(jié)理巖塊運(yùn)動(dòng)，一部分用于克服摩擦力做功，直至節(jié)理巖塊停止運(yùn)動(dòng)，該能量全部轉(zhuǎn)換為摩擦力所做的功。由此，節(jié)理巖體的剛體位移可近似計(jì)算為:

(3)

式中：Δ為節(jié)理巖體的剛體位移；σh為初始地應(yīng)力；l為節(jié)理巖塊在卸荷方向上的長度。

根據(jù)式(3)可以計(jì)算出節(jié)理巖體卸荷后的理論位移值，從而驗(yàn)證數(shù)值模擬計(jì)算的合理性。在數(shù)值模擬過程中將卸荷時(shí)間取很短(10-9s)，近似認(rèn)為是瞬間卸荷。在瞬間卸荷條件下，取初始應(yīng)力分別為10、20、30、40、50 MPa，初始應(yīng)力卸荷后節(jié)理位移計(jì)算結(jié)果見表1。從表1可以看出數(shù)值模擬結(jié)果和理論結(jié)果吻合，說明本文采用的模型及其計(jì)算參數(shù)滿足工程問題的精度分析要求。

表1瞬態(tài)卸荷節(jié)理張開位移計(jì)算結(jié)果

Table1 Calculation results of opening displacement of joint under transient unloading

初始應(yīng)力水平/MPa節(jié)理張開位移/mm模擬值理論計(jì)算值[10]1041.936.320151.2146.730341.7331.240612.1589.850930.7922.4

3.2 無側(cè)向地應(yīng)力數(shù)值計(jì)算

為分析不同荷載對(duì)高應(yīng)力區(qū)節(jié)理巖體爆破開挖的松動(dòng)影響，將荷載進(jìn)行分離與耦合處理： 1)由爆破沖擊荷載引起的節(jié)理松動(dòng)； 2)由地應(yīng)力的動(dòng)態(tài)卸荷引起的節(jié)理松動(dòng)； 3)由爆破沖擊荷載和地應(yīng)力耦合作用引起的節(jié)理松動(dòng)。在研究爆破荷載引起的節(jié)理松動(dòng)時(shí)不考慮地應(yīng)力，簡稱爆破作用； 在研究地應(yīng)力的動(dòng)態(tài)卸荷引起的節(jié)理松動(dòng)時(shí)不考慮爆破沖擊荷載，簡稱直接卸荷，開挖后地應(yīng)力的卸荷時(shí)間按照式(2)計(jì)算； 在研究爆破沖擊荷載和地應(yīng)力耦合作用引起的節(jié)理松動(dòng)時(shí)，既要考慮爆破荷載也要考慮地應(yīng)力作用，二者疊加作用在開挖面上，簡稱耦合作用，耦合作用下引起節(jié)理的松動(dòng)位移即是高應(yīng)力區(qū)巖體爆破開挖后的實(shí)際松動(dòng)位移。

在無側(cè)向地應(yīng)力作用下采用如圖6所示的計(jì)算模型，計(jì)算過程中荷載作用在節(jié)理巖塊的外邊界上(圖6中面1)，在直接卸荷和耦合作用中，分別取初始水平地應(yīng)力為5、10、15、20 MPa，與之對(duì)應(yīng)的地應(yīng)力卸荷時(shí)間分別為0.75、1.5、2.25、3 ms。通過數(shù)值計(jì)算得到爆破作用、直接卸荷和耦合作用條件下節(jié)理巖塊位移時(shí)程曲線，如圖8所示。

(a) 初始水平地應(yīng)力5 MPa

(b) 初始水平地應(yīng)力10 MPa

(c) 初始水平地應(yīng)力15 MPa

(d) 初始水平地應(yīng)力20 MPa

圖8無側(cè)向地應(yīng)力下爆破作用、直接卸荷和耦合作用節(jié)理巖塊位移時(shí)程曲線

Fig. 8 Displacement curves of jointed rock mass under blasting, direct unloading and coupling action without lateral pressure

在無側(cè)向地應(yīng)力條件下，對(duì)比分析爆破作用、直接卸荷和耦合作用對(duì)節(jié)理巖體開挖后松動(dòng)位移的影響，發(fā)現(xiàn)節(jié)理巖體爆破開挖后，其產(chǎn)生的張開位移主要由爆破作用產(chǎn)生的能量提供；隨著水平地應(yīng)力的增加，巖體初始儲(chǔ)存的彈性應(yīng)變能隨之增加，直接卸荷節(jié)理巖塊產(chǎn)生的位移也越來越大，在耦合荷載作用下的節(jié)理松動(dòng)位移也隨之增加；另外，耦合荷載作用下巖塊產(chǎn)生的位移并非爆破作用與直接卸荷的線性疊加，而呈現(xiàn)非線性的關(guān)系，隨著地應(yīng)力水平的增加，耦合荷載作用對(duì)巖塊位移有增大效應(yīng)。

3.3 有側(cè)向地應(yīng)力數(shù)值計(jì)算

在有側(cè)向地應(yīng)力作用下采用如圖7所示的計(jì)算模型，計(jì)算過程中水平地應(yīng)力作用在面1上，動(dòng)態(tài)荷載作用在開挖區(qū)節(jié)理巖塊的外邊界上(x方向)，側(cè)向地應(yīng)力同時(shí)施加在面2和面3上(y方向)。為研究側(cè)向地應(yīng)力對(duì)節(jié)理巖體爆破開挖后松動(dòng)位移產(chǎn)生的影響，將依次計(jì)算側(cè)向地應(yīng)力為0、5、10、15、20 MPa 5種不同的工況，其中水平地應(yīng)力取20 MPa，開挖后地應(yīng)力卸荷時(shí)間為3 ms。通過數(shù)值計(jì)算得到爆破作用、直接卸荷和耦合作用條件下節(jié)理巖塊位移時(shí)程曲線如圖9所示。

通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在側(cè)向地應(yīng)力為0 MPa時(shí)，對(duì)比圖8(d)和圖9(a)，兩者區(qū)別在于節(jié)理巖塊側(cè)向有無摩擦，計(jì)算結(jié)果表明： 側(cè)向摩擦對(duì)高應(yīng)力區(qū)節(jié)理巖體的動(dòng)態(tài)卸荷松動(dòng)有著很大的抑制作用；由于水平地應(yīng)力施加在節(jié)理巖塊外邊界上后，節(jié)理巖塊側(cè)向膨脹，在側(cè)向摩擦作用下，耦合作用后節(jié)理張開位移比爆破作用小。隨著側(cè)向應(yīng)力的增加，節(jié)理巖塊的側(cè)向擠壓力越來越大，開挖后節(jié)理巖塊的張開位移隨之減小。在有側(cè)向約束的計(jì)算模型中，作用在節(jié)理巖塊上的爆炸能量不僅僅是朝著荷載施加方向傳遞，受節(jié)理巖塊與母巖之間的剪切作用影響，該能量還會(huì)向節(jié)理巖塊兩側(cè)傳遞，即引起巖塊松動(dòng)的爆炸能量只是總爆炸能量的一部分。根據(jù)文獻(xiàn)[19]研究： 隨著地應(yīng)力增加，節(jié)理巖體中節(jié)理對(duì)應(yīng)力波的衰減作用減弱。因此，透射進(jìn)入母巖的爆炸能量增多也會(huì)減小節(jié)理巖塊的位移。另外，節(jié)理巖塊與母巖之間的側(cè)向摩擦進(jìn)一步抑制了節(jié)理巖塊的松動(dòng)。計(jì)算結(jié)果進(jìn)一步表明： 高應(yīng)力區(qū)巖體爆破開挖中，隨著側(cè)向應(yīng)力水平的增加，節(jié)理松動(dòng)位移主要由初始地應(yīng)力儲(chǔ)存的能量提供。

(a) 側(cè)向地應(yīng)力0 MPa

(b) 側(cè)向地應(yīng)力5 MPa

(c) 側(cè)向地應(yīng)力10 MPa

(d) 側(cè)向地應(yīng)力15 MPa

(e) 側(cè)向地應(yīng)力20 MPa

圖9有側(cè)向地應(yīng)力下爆破作用、直接卸荷和耦合作用節(jié)理巖塊位移時(shí)程曲線

Fig. 9 Displacement curves of jointed rock mass under blasting, direct unloading and coupling action with lateral pressure

4 結(jié)論與展望

本文通過數(shù)值計(jì)算方法研究了地下廠房臺(tái)階處巖體在爆破卸荷過程中的松動(dòng)特征，分析了不同動(dòng)荷載、側(cè)向約束以及地應(yīng)力水平等參數(shù)對(duì)塊體位移的影響，得到以下結(jié)論：

1)本文計(jì)算模型的結(jié)果與簡單的瞬態(tài)卸荷理論結(jié)果對(duì)比表明，數(shù)值模擬和理論結(jié)果吻合，說明本文采用的模型及其計(jì)算參數(shù)能滿足工程問題精度分析要求，即計(jì)算模型采用動(dòng)力松弛法處理靜力場，后續(xù)動(dòng)力擾動(dòng)荷載采用顯示計(jì)算方法的模式是合理的。這為進(jìn)一步探討復(fù)雜邊界條件以及荷載條件下的預(yù)應(yīng)力巖體爆破卸荷松弛的問題提供了分析途徑。

2)在無側(cè)向地應(yīng)力條件下，高應(yīng)力區(qū)節(jié)理巖體爆破開挖產(chǎn)生的張開位移主要由爆破作用產(chǎn)生的能量提供；隨著卸荷方向地應(yīng)力水平的增加，由地應(yīng)力卸荷產(chǎn)生的松動(dòng)位移與巖體初始儲(chǔ)存的彈性應(yīng)變能成正比；另外，耦合荷載作用下巖塊產(chǎn)生的位移并非爆破沖擊作用與地應(yīng)力直接卸荷的線性疊加，而是呈現(xiàn)非線性的關(guān)系，且隨著地應(yīng)力水平的增加，耦合荷載作用對(duì)巖塊松動(dòng)位移有增大效應(yīng)。

3)在有側(cè)向地應(yīng)力條件下，高應(yīng)力區(qū)巖體爆破開挖松動(dòng)受側(cè)向母巖的摩擦與吸收爆炸能量作用的影響，其松動(dòng)位移顯著減小。隨著側(cè)向應(yīng)力水平的增加，節(jié)理松動(dòng)位移主要由初始地應(yīng)力儲(chǔ)存的能量提供，即原巖應(yīng)力卸荷產(chǎn)生的松動(dòng)大于爆破沖擊引起的松動(dòng)。

本文雖然在高應(yīng)力區(qū)節(jié)理巖體爆破開挖松動(dòng)特性方面取得了一定的進(jìn)展，但是研究主要基于硬性接觸的節(jié)理面，下一步將考慮節(jié)理面的黏聚力和抗拉強(qiáng)度進(jìn)行更深入研究。