城市隧道口部道路坡度对爆炸冲击波传播特性影响分析

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隧道内爆炸冲击波传播特性及爆炸荷载分布规律研究

冲击波的膨胀为绝热过程，其线性多项式状态方程可１）：简化为式（ｐ＝（）Ｅ／ γ－１ ρ ρ ０（１）
图２试验与计算结果比较Ｆｉｇ．２Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｃｏｍｐｕｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｏｆａｉｒｓｈｏｃｋｗａｖｅｉｎｄｕｃｅｄｂｙｉｎｔｕｎｎｅｌｅｘｐｌｏｓｉｏｎｓａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌａｗｏｆｓｈｏｃｋｗａｖｅｌｏａｄｏｎｉｎｎｅｒｓｕｒｆａｃｅｏｆａｔｕｎｎｅｌｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｈｅｒｅ．Ｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｓｏｆｔｈｅｓｈｏｃｋｗａｖｅｉｎａｔｕｎｎｅｌｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｅｎｄｗａｌｌｓｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌａｗｓｏｆｔｈｅｐｅａｋｒｅｆｌｅｃｔｅｄｉ．ｅ．ｐｅａｋｌｏａｄ）ａｎｄｔｈｅｉｍｐｕｌｓｅｏｎｔｈｅｉｎｎｅｒｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｓｈａｐｅｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ（ａｎｄｅｘｐｌｏｓｉｏｎｌｏｃａｔｉｏｎｏｆＴＮＴｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓｏｎｔｈｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｈｏｃｋｗａｖｅａｎｄｔｈｅｌｏａｄｗｅｒｅｔａｋｅｎｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔ．Ｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｅａｋｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｅｄｓｈｏｃｋｗａｖｅｌｏａｄｏｎｔｈｅｉｎｎｅｒｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｖｅｒｓｕｓｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆｅｘｐｌｏｓｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｕｎｎｅｌｅｘｐｌｏｓｉｏｎ；ｆｌｏｗｆｉｅｌｄｏｆｓｈｏｃｋｗａｖｅ；ｒｅｆｌｅｃｔｅｄｓｈｏｃｋｗａｖｅｌｏａｄ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｌａｗ内爆炸冲击波传播规律研究方面仍有许多问题缺乏深入研究，特别是对带端墙的隧道内爆炸的冲击波流场和荷载规律的研究较少，已报道的一些关于隧道内冲击波衰减规律的经验公式没有考虑冲击波在隧道断面上不同位置的差异，不适应描述爆近区的冲击波规律，

爆炸空气冲击波在巷道转弯处的传播特性

3收稿日期:20070330作者简介:王云艳,工程师,本科,从事机械设计、安全工程研究。

文章编号:100926094(2007)0320105202爆炸空气冲击波在巷道转弯处的传播特性3王云艳,覃　彬,张　奇(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,北京100081)摘　要:为了探索爆炸空气冲击波在巷道内的传播规律,进行了数值计算和理论分析,讨论了爆炸冲击波通过45°弯曲巷道后的压力变化过程。

研究结果表明:爆炸空气冲击波通过45°弯曲巷道后的压力分布复杂,空气冲击波逐渐恢复为平面波需经过4倍等效巷道直径的距离传播。

在该4倍等效距离内,冲击波反射叠加,在巷道外侧壁面M ach 反射点取得超压最大值,恢复平面波以后超压随距离呈单调衰减。

关键词:安全工程;空气冲击波;爆炸;传播规律中图分类号:O35415 文献标识码:A0　引　言空气冲击波在巷道内的传播特征是研究地下爆炸灾害机理和预防地下爆炸事故的基础。

杨国刚等[1]进行了管内乙炔和空气混合气体爆炸实验,并建立了描述管内气云爆炸的理论模型,采用SI MP LE 算法进行了数值计算,计算结果与实验大致吻合。

杨科之等[2]利用三维数值模拟计算程序,对长坑道中的化爆流场进行了数值计算,归纳出空气冲击波沿坑道方向的传播规律,计算结果与试验结果符合较好,经验公式值得推广。

王来等[3]通过试验研究,得到了空气冲击波在直角拐弯通道中传播的衰减系数,同时,应用流体网格法进行了数值模拟,但结果还不够完整、全面。

庞伟宾等[4]通过实验研究建立了可以对高能炸药在坑道内爆炸的空气冲击波到时进行预计的公式。

该公式适用于爆点在固定横截面的直通道口外、口内及口部处爆炸的情况。

利用该公式可以求出空气冲击波在坑道中传播速度的变化。

本文通过数值计算,研究爆炸冲击波在45°巷道转弯处的传播过程,为井下爆炸灾害事故的预防、控制提供理论依据。

1　爆炸空气冲击波在直巷道内的传播规律111　计算模型和参数爆炸空气冲击波通过转弯处由原来的平面波经复杂的反射后压力重新分布,再经一段距离的传播逐渐恢复平面波。

公路隧道洞口滑坡的机制分析与影响因素研究

公路隧道洞口滑坡的机制分析与影响因素研究摘要：当前，我国交通路网越来越密集，对于公路项目建设质量要求不断提升，在偏远山区，不仅要克服高差等自然环境因素的影响，同时还要从施工技术及高频率的工程施工病害的预防等方面加强研究。

在众多公路隧道施工病害中，洞口滑坡是公路隧道施工中的常见病害类型之一。

基于此，本篇文章对公路隧道洞口滑坡的机制分析与影响因素进行研究，以供参考。

关键词：公路隧道；洞口滑坡；滑坡机理；影响因素；治理方案引言隧道开挖过程中常会遇到一些较为特殊的地质条件，或者浅埋偏压、滑坡等地段。

在这些复杂的条件下修建隧道，施工质量和安全的保障面临很大挑战。

1滑坡的形成滑坡结构中主要以粉质黏土夹层为主，且为透水层，滑带区域遇到水后易呈现出软化状态，土体结构中的抗剪能力相对较低，导致土体结构呈现出滑动松散的状态。

在隧道修建的过程中，该项目隧道遭遇暴雨袭击，且雨量较大，持续时间较长，滑坡的前部边缘均向外部区域进行扩散，形成了以渐进形式为主的牵引式的滑坡体系。

2滑体结构的特征在地质勘察的过程中，滑体结构显示较为清晰，且在滑体剪切面结构中，存在局部的划痕，并且部分划痕呈现出一定量的擦痕，以发生滑体边坡结构剥落为主。

在滑坡发生以后，滑体产生的最大位移接近8m，且滑体结构可直接作用于明洞上，明洞会受到一定量滑坡体的冲击力作用，导致明洞内侧结构中出现渗水现象和错台现象。

3洞口滑坡成因3.1人为因素公路隧道设计及施工至关重要，从设计环节进行分析，如果设计中的边坡坡率较陡，再加上此区域地块的地质条件、雨水条件等，都会对土体结构的稳定性产生不利因素，而坡率设计为1∶0.5，对于防止洞口滑坡发生是不科学的。

3.2地质地形因素此滑坡体地质以结构松散、渗水性好、力学性能差为主要特征，因此导致土层结构的抗剪能力较小，遇水后容易软化。

由于下层土层结构中主要以细砂岩为主，且呈现出遇水软化的特点，此地质特征对洞口滑坡现象的出现提供了一定的便利条件。

隧道口滑坡的影响因素和处理措施浅析

2008年3月第3期(总114) 铁　道　工　程　学　报JOURNAL OF RA I L WAY E NGI N EER I N G S OC I ETY Mar 2008NO.3(Ser .114) Ξ　收稿日期:2007-07-09　ΞΞ作者简介:王崇讯,1971年出生,男,工程师。

文章编号:1006-2106(2008)03-0050-04隧道口滑坡的影响因素和处理措施浅析Ξ王崇讯ΞΞ(中铁十五局集团西北工程有限公司,　西安710048)摘要:研究目的:本文对隧道口滑坡的影响因素和处理措施进行探讨,解决有效控制滑坡体滑坡的处理措施。

研究结论:滑坡带在水的作用下抗滑力减小,隧道口人工开挖或爆破是造成滑坡的主要原因。

滑坡体经过地表排水、喷射混凝土,在隧道开挖前修筑重力式挡土墙,超前进行管棚预注浆,在隧道施工中使用钢支撑、注浆锚杆、固结灌浆、衬砌等处理措施,可有效控制滑坡体滑坡。

关键词:隧道口;滑坡;影响因素;处理措施中图分类号:U457 文献标识码:AAnalyses of I nfluenci n g Factors of Landsli de at Tunnel Port al and ItsTreat mentM easuresW ANG Chong -xun(Northwest Co .,L td,China Rail w ay 15th Engineering Bureau Gr oup Co .L td .,Xi ′an,Shanxi 710048,China )Abstract:Research purposes:The discussi on is made in this paper on the influencing fact ors of landslide at tunnel portal and its treat m ent measure f or the pur pose of effect contr ol of the landslide at tunnel portal .Research conclusi on s:The main causes for the landslide are decrease of the antiskid capacity of slides z one under the acti on of water,manual excavati on of the tunnel open or blasting .The landslide can be contr olled effectively by taking relative measures,such as surface drainage,jetting concrete,constructi on of gravity retaining wall bef ore the tunnel excavati on,adop ting p i pe -shed gr outing in advance,steel structure,gr outing anchored bar,cons olidati on gr outing and lining .Key words:tunnel portal;landslide;influencing fact ors;treat m ent measures1　工程概况西汉线沙窝隧道是一条地质条件复杂,施工难度大的分离式隧道。

隧道掘进爆破对支护结构振动效应影响及安全标准

5
初始条件
当
t 0
、
r r0
时，
n2 m2
W 0
3 4r0
则得：cos(
n 2 m 2 r0
)0 4
即：
在荷载边界：得到其中
A A1 0 A
A
rr
t A e 0zb,r r0 0
m
,
cp
3 1 e bn E n 2 m 2 (2n 2 3m 2 ) 1 [ r0 2 cos n 2 m 2 r0 n 2 m 2 r0 2 sin n 2 m 2 r0 bn 1 1 2 4 4
此非常类似于深部巷道围岩出现了破裂区和不破裂区多次交替的现象。
3.地下工程喷射混凝土结构振动安全控制标准
地下工程一般采用喷射混凝土支护。由于工程进度的需要，喷射混凝土常常是还未达到终凝强度就进行下一爆破循环作业，这势必会出现爆破振动波对喷射混凝土的冲击破坏作用，可能会出现喷射混凝土开裂、脱落等危险情况，甚至出现支护结构失效破坏，诱发地下工程冲击动力灾变等严重的工程灾害。因此，研究爆破振动作用下喷射混凝土的振动安全标准，对地下工程支护设计和爆破参数优化具有重要指导作用。
20 18 16 14 速度 (cm/s)
速度 (cm/s)
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
12 10 8 6 4 2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 时间 (ms) 1.4 1.6 1.8 2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1 1.2 时间 (ms)
1.4
1.6
1.8

试论隧道洞口边坡稳定性影响因素及治理措施

试论隧道洞口边坡稳定性影响因素及治理措施摘要：隧道洞口施工经常会出现滑坡、崩塌、偏压、泥石流和雪崩等地质灾害，滑坡是其中最常见地质灾害，因此，做好隧道洞口边坡稳定性分析及治理是隧道建设中的关键课题之一。

论文主要探讨了影响隧道洞口边坡稳定性的因素和隧道洞口边坡破坏模式。

最后探讨了隧道洞口边坡滑治理措施，仅供参考。

关键词：隧道边坡稳定性治理措施Abstract：Tunnel construction landslide, collapse, often appear bias, landslides and avalanches geological disasters such as landslide, is one of the most common geological disasters, therefore, do a good job of tunnel portal slope stability analysis and management is one of the key problem in tunnel construction. The paper mainly discuss the influence factors of slope stability of tunnel and tunnel portal slope failure mode. At the end of the tunnel portal slope landslide treatment measures, for reference only.Key Words：Tunnel; Slope stability; Control measures.引言影响隧道洞口边坡稳定性的因素和公路隧道的围岩稳定性研究是公路工程中一项重要的研究课题。

而在工程设计中应用较少。

而我国相关施工规范对隧道洞口边坡的内容只作概述性的规定，如《公路隧道施工技术规范》对洞口隧道边坡进行了原则性的规定，对于复杂地质条件和复杂洞口型式下的隧道洞口边坡施工设计未做相应规定。

边坡-隧道动力相互作用及影响因素分析

边坡-隧道动力相互作用及影响因素分析边坡-隧道动力相互作用及影响因素分析随着城市化的进程和交通事业的快速发展，隧道和边坡工程在城市建设中扮演着重要的角色。

然而，由于地质条件的复杂性和工程规模的增加，边坡和隧道在施工和使用过程中面临着各种挑战，其中一个重要的因素就是动力相互作用。

本文将通过分析边坡和隧道之间的动力相互作用及其影响因素，探讨如何有效地应对这些问题。

首先，我们需要了解边坡和隧道之间的动力相互作用是如何产生的。

在边坡和隧道工程中，隧道开挖和边坡挖掘过程中会引起土体的损失。

这些巨大的变形和应力会传递到边坡和隧道周围的土体中，从而导致地表沉降、边坡滑动甚至塌方等问题。

同时，在隧道使用过程中，由于车辆和列车的振动和冲击，边坡也可能会发生动态荷载的传递，增加了滑坡的风险。

影响边坡-隧道动力相互作用的因素非常复杂，下面将对其中的几个关键因素进行分析。

首先，地质条件是影响边坡-隧道动力相互作用的主要因素之一。

地质条件直接影响土壤的物理力学性质，如土壤的强度和稳定性。

不同地质条件下的边坡和隧道工程受到的动力相互作用也会有所不同。

例如，在软弱的地质条件下，土壤的变形和应力传递更加明显，边坡的滑坡和隧道的沉降风险更高。

其次，工程设计和施工质量也会直接影响边坡-隧道动力相互作用。

合理的设计和高质量的施工能够减少边坡和隧道的变形和应力传递，降低其受到动力相互作用的程度。

因此，在工程设计和施工过程中，需要充分考虑土壤的力学性质和工程的稳定性，采取合适的支护措施和增加土体的强度，以减少动力相互作用的风险。

第三，隧道和边坡的使用情况也会对动力相互作用产生影响。

隧道和边坡的使用情况包括隧道内的车辆和列车运行频率、速度以及边坡周围的人流和车流等。

这些因素会产生不同程度的振动和冲击，进而导致边坡的沉降和滑坡的风险。

因此，在设计和施工隧道和边坡工程时，应根据具体使用情况进行动力相互作用风险评估，采取相应的预防和控制措施。

最后，地震是导致边坡-隧道动力相互作用的重要诱因之一。

公路隧道灾害事故分析及其风险评价

公路隧道灾害事故分析及其风险评价公路隧道灾害事故是指在公路隧道使用过程中发生的导致人员伤亡、财产损失以及交通受阻的事件。

隧道灾害事故发生原因复杂，涉及因素众多，包括自然环境、设计施工、维护管理等各方面因素的影响。

为了有效预防和减少公路隧道灾害事故的发生，需要对事故原因及其风险进行分析和评价。

公路隧道灾害事故的原因主要可以分为自然原因和人为原因两大类。

自然原因包括地壳活动、地质构造、地质灾害和气候因素等。

地壳活动包括地震、地面塌陷等，这些活动会对隧道的稳定性造成威胁。

地质构造指的是隧道所处地质环境的特点，如地层、断层等，这些构造对隧道的固结和稳定性产生直接影响。

地质灾害包括塌方、滑坡、泥石流等，这些灾害会引发隧道结构的破坏和交通事故发生。

气候因素主要包括降水、温度和风力等，这些因素会引发地面塌陷、冰凌融化、风吹撞击等灾害。

人为原因包括设计施工、维护管理、交通事故等。

设计施工方面的人为原因主要包括设计不合理、施工质量差、监管不到位等。

维护管理方面的人为原因包括检修不及时、设备老化、巡查不到位等。

交通事故方面的人为原因主要包括超速、违规操作、疏忽大意等。

根据以上分析，对公路隧道灾害事故的风险进行评价可以分为以下几个方面：从自然原因来看，需要根据隧道所处的地理环境和地质条件来评估隧道灾害的潜在风险。

隧道所处地区是否处于地震带、是否存在地质灾害的历史等。

从人为原因来看，需要评估隧道的设计施工质量、维护管理水平以及交通安全管理情况。

通过评估这些因素，可以判断隧道灾害事故发生的概率和可能造成的影响程度。

综合考虑自然原因和人为原因，对隧道灾害事故的风险进行综合评估。

根据评估结果，可以采取相应的措施来降低隧道灾害事故的风险，如加强监测预警、定期检修维护、加强交通安全管理等。

公路隧道灾害事故分析及其风险评价是预防和减少事故发生的重要手段。

通过对事故原因及其风险的全面分析和评价，可以帮助管理部门和相关单位进行有效的风险管控，确保公路隧道的安全运营。

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图1 南京玄武湖隧道
1. 2
材料模型及参数
空气选用线性多项式状态方程描述，压力按下式进行计算： P = C 0 + C 1 μ + C 2 μ2 + C 3 μ3 + （ C 4 + C 5 μ + C 6 μ2 ） E （ 1）其中： μ = ρ / ρ0 － 1 ， ρ / ρ0 是当前密度与初始密度的比 C2 = C6 = 0 ．当空气视为理想气体时，值。当 μ ＜ 0 时， C0 = C1 = C2 = C3 = C6 = 0 ， C4 = C5 = γ － 1 。 γ 是气体的比热容，一般取 1 ． 4 。炸药采用 LS － DYNA 提供的高爆材料模型，模型根据炸药上各点距起爆点的距离和炸药爆速来确定该点的起爆时间。同时采用 JWL 状态方程描述爆炸产物 JWL 状态方程形式压力和内能及相对体积的关系，如下： P =A 1 －
［10 ］
基金项目：国家自然科学基金创新研究群体科学基金资助项目（ 51021001 ）收稿日期： 2011 － 10 － 17 修改稿收到日期： 2012 － 04 － 27 1984 年生第一作者宁鹏飞男，博士生， 1962 年生通讯作者唐德高男，教授，博士生导师，
振第 31 卷第 21 期
动与冲ຫໍສະໝຸດ 击 Vol． 31 No． 21 2012
JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK

城市隧道口部道路坡度对爆炸冲击波传播特性影响分析
1， 2 1 宁鹏飞，唐德高
1
研究方法
随着计算机及计算软件的发展，数值模拟方法已
2
计算结果及讨论
成为当前研究爆炸相关问题的主要方法之一。相对理论方法和试验研究，数值模拟方法具有广泛的适用性，同时能够节省大量的时间和经费。本文采用三维有限元方法进行数值计算。 1. 1 计算模型某城市隧道口部宽 7 m，净高 4． 5 m，隧道顶部距如图 2 所示，图中符号 α 为隧道口部埋深地面 1． 5m，和隧道外道路与水平面的夹角。为简化计算，假定地岩石及隧道衬砌不通过弹塑性变形吸收爆炸能量，面、将空气与其接触界面设为刚性边界。炸药放置在隧道中线，重 100 kg，距地面 1 m，其质量和形状通过体积分数进行设置，不建立实体模型，据此建立 1 /2 模型如图 3 所示。为分析隧道口部道路坡度对隧道内爆炸流场 14 ° 、 17 ° 三种坡度进行计算分析。的影响，考虑 α = 11 ° 、
图4
计算爆炸超压峰值与经验公式比较
Fig． 4 Comparison of calculation overpressure with formulas
爆炸冲击波在遇到障碍物时，会发生发射与绕流。图 5 为炸药在隧道口部爆炸时冲击波在斜坡路面上的反射示意图。由图可知一部分爆炸冲击波遇斜坡反射后将进入隧道内，进而影响隧道内爆炸流场。图 6 为炸药点火爆炸后爆数值计算隧道口部爆炸流场云图，炸产物急剧向外膨胀，并形成冲击波阵面向四周传播，由于炸药爆高较低，爆炸波首先与隧道底板和隧道外道路坡面相遇。爆炸冲击波遇隧道外道路坡面反射，入射角较小时，冲击波发生正规反射，入射冲击波被反
通过试验研究建立了
［11 ］
坑道内爆炸冲击波走时预计公式。田志敏等
采用三
维有限元方法对隧道内的爆炸冲击波传播特性及荷载分布进行了研究，分析了炸药装药形状和炸药引爆位
176
振动与冲击
2012 年第 31 卷
置对爆炸荷载分布的影响，并给出了隧道衬砌上反射超压峰值计算公式。上述研究均针对长直隧通过道进行，试验或数值模拟分析炸药爆炸时隧道内的爆炸流场和爆炸荷载。城市地下隧道口部不同于军事防护坑道，通常
在平直隧道口部爆炸时的隧道内爆炸流场和爆炸超压衰减已经进行了大量研究，并得到了一系列爆炸超压峰值计算经验公式。为验证计算模型的正确性，计算了 α = 0 ° （即平直隧道）口部爆炸时隧道内的爆炸流场，并将所得隧道内各截面超压峰值和经验公式进行了比较（图 4 ）。图中 Z 为等效比例爆距，数值计算结果与经验公式基本一致。
利用直径 243 mm 的钢管进行
了 22 次小比例模型试验，给出了炸药在坑道外、坑道口部和坑道内爆炸时的爆炸冲击波峰值超压计算公式。杨科之等李秀地等
［8 － 9 ］［7 ］
进行了炸药在坑道口部爆炸的模型试
验，根据试验数据拟合得出了冲击波超压计算公式。利用两端开口坑道模型进行了炸药在坑道口部爆炸的模型试验，利用试验数据拟合给出了超压峰值和冲量的经验计算公式，并结合数值模拟方法研究了装药位置、装药长径比等对坑道内冲击波超压峰值及冲量的影响。庞伟宾等
1 /3 1 /3 距的增加影响逐渐减小；超压峰值在比例爆距 Z 小于 1 m / kg 时无变化，当 Z ＞ 1 m / kg 时各截面超压峰值随道路坡度
但最大不超过 7% 。的增大而增加，关键词：内爆炸；城市隧道；道路坡度；爆炸冲击波；数值模拟中图分类号： O393 ；TU312 文献标识码： A
)
(
)
B， R1 ， R2 ， V 为相对体积， E为式中； A， ω 均为材料常数，初始内能密度。炸药的 JWL 状态方程参数为 A = 3 ． 712 × 10 5 MPa， B = 3 ． 231 × 10 3 MPa， R1 = 4 ． 15 ， R2 = 0 ． 95 ， E = 7 ． 0 × 10 9 J / m3 。 ω = 0 ． 30 ，
［1 ， 6 ］
件下的动力响应和破坏效应成为当前研究的一大热［2 ］点。城市隧道（地铁和公路隧道等）人、车流密集，环境封闭，一旦发生事故将造成巨大损失。结构内爆炸的特点之一是其爆炸冲击波在结构内部不断反射，冲击波超压峰值明显提高，同时其衰减速度要比在自由大气中小得多。地下结构内部爆炸时的爆炸流场和爆炸荷载分析是结构内爆炸相关研究的基础和重点，国内外学者对此进行了大量研究。
第 21 期
宁鹏飞等：城市隧道口部道路坡度对爆炸冲击波传播特性影响分析
177
射后一部分进入隧道内；入射角较大时，发生马赫反图中可清楚地看到马赫波的形成。射，
图 7 给出了隧道口部外道路不同坡度时等效比例 1 /3 2． 0 m / kg1 /3 和 4． 0 m / kg1 /3 三个截爆距 Z = 0 ． 5 m / kg ，面中线顶板处的冲击波波形。由于爆炸冲击波在隧道在等效比例爆距较小时，隧道内壁面壁面的来回反射，超压波形表现为随时间延长出现多个峰值。对比冲击 1 /3 波波形可以发现，在 Z = 0 ． 5 m / kg 时，各工况的最大超压峰值均为超压波形第一个峰值，且大小基本相同。这是由于在距装药较近距离处，路面反射冲击波落后于入射爆炸冲击波，在入射冲击波与隧道壁面相遇时路面反射路面反射冲击波尚未到达。随着时间延长，冲击波的影响逐渐显现，超压波形中后续第二个和第三个峰值均有明显增大。在等效比例爆距较大，距离冲击波超压波形中各峰值均较 α = 0 ° 时有装药较远时，所增大。图 8 给出了各工况时隧道侧边顶板、中线顶板与中线底板处超压峰值随比例爆距增大的衰减情况。各工况下离爆心较近时，隧道侧墙与顶板相接角点处冲击波超压峰值均比同截面其它位置大得多，这与文献［ 7］的结论一致。由于冲击波在隧道内壁面的不断反射，随着比例爆距的增大，隧道同一截面上的超压峰值即形成平面冲击波。α = 0 ° 和 α = 17 ° 时逐渐趋于一致，隧道内爆炸冲击波分别在等效比例爆距 Z = 4 ． 6 m / kg1 /3 和 Z = 4 ． 2 m / kg1 /3 处形成平面波，隧道口部外道路坡度会造成平面波提前形成。
Abstract： Shock wave propagation and blast load calculation in an underground tunnel is a key problem for tunnel antiblast studying． In order to investigate the characteristics of shock wave propagation in a tunnel entrance， the flow field of chemical explosion inside tunnels was calculated using the numerical simulation method． The characteristics of shock wave propagation and the influence of road gradient on shock wave propagation were analyzed． The results showed that the impulse increases with increase in road gradient and decreases with increase in scale distance； the peak overpressure but has no change as Z ＜ 1m / kg1 /3 ； the change increases with increase in road gradient when scale distance Z ＞ 1m / kg1 /3 ， of the peak overpressure is less than 7% ． Key words： internal blast； urban tunnel； road grade； shock wave； numerical simulation 当前，地下隧（坑）道结构内爆炸问题日益引起重视。随着精确制导武器的发展，防护工程面临弹头在地下坑道内部爆炸的威胁獗，亦使地铁、地下隧道等地下公共设施在内部爆炸条