VTI National Transport Research Database

BeFo 427 - Numerisk modellering av spränginducerad skada runt bergtunneln med LS-DYNA (BeFo 427 - Numerical modelling of blast-induced damage around rock tunnel using LS-DYNA)

  • Tengborg, Per
  • Stiftelsen Bergteknisk Forskning (BeFo), Stiftelse, 802017-3145
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2020-09-01 -- 2025-06-30 Registration number:
  • Trafikverket 2020/119591
Subject(s): Abstract: I Skandinavien drivs tunnlar främst genom borrning och sprängning. Sprängningen orsakar skador i form av sprickor i den kvarvarande bergmassan, vilket påverkar stabilitet, vatteninflöde, säkerhet och kostnader för tunnlar. En god förståelse för sprängningens påverkan på kvarstående berg är speciellt viktigt för berganläggningar med en lång driftperiod, exempelvis trafiktunnlar, permanenta nivåer i gruvor och slutförvar för kärnavfall. Projektet syftar till att förutsäga spränginducerade sprickor i den kvarstående bergmassan numeriskt med LS-DYNA-kod. Det är känt att frekvensen och utbredningen hos spränginducerade sprickor beror på olika parametrar, exempelvis; laddnings- och upptändningsförhållanden (typ av sprängämne, laddningslängd, initieringsmetod, kopplingsförhållanden), borrhålsparametrar (belastning, avstånd och håldiameter) och in-situ bergmassparametrar (geologi, spänning in-situ, och hållfasthet). Fältprov och småskaliga experiment för att undersöka spränginducerad skada är kostsamma och tidskrävande. Som ett fyraårigt doktorandprojekt kommer en systemiskt numerisk studie att genomföras för att undersöka effekten av ovanstående faktorer på frekvensen och fördelningen av spränginducerade sprickor med utgångspunkt i fältundersökningar som tidigare utförts av SKB (Ittner och Bouvin 2015, Ittner et al. 2019). Syftet är att öka kunskapen om hur konventionella emulsionssprängämnen fungerar i samband med tunneldrivning med avseende på sprickbildning i kvarstående berg. Med en större kunskap kan vi i framtiden optimera sprängdesignen och förbättra sprängningen av tunnlar.Abstract: In Scandinavia, tunnels are mainly excavated by drilling and blasting. It is inevitable that the blasting induces damage in the form of cracks to the remaining rock mass, which relates to the after-blast effects on stability, water inflow, safety and costs of tunnels. The project aims to predict blast-induced cracks in the remaining rock mass numerically using LS-DYNA code. It was found that the frequency and depth of blast-induced cracks depended on various parameters, namely; explosive parameters (explosive type, charge length, initiation method, coupling ratio), drill hole parameters (burden, spacing and hole diameter) and in-situ rock mass parameters (geology, in-situ stress, rock strength and stiffness). Field tests to investigate blast-induced damage are costly and time consuming. As a four-year PhD project, a systemically numerical study will be carried out to investigate the effect of these factors on the frequency and distribution of blast-induced cracks based on small-scale tests and field investigations. The purpose is to optimize blast design and improve the contour blasting of tunnels.
Item type:

Powered by Koha