We performed a stress analysis in the area around a smooth blasting borehole on the expected
fracture line of a tunnel in order to clarify the effect of rock pressure on crack generation during
tunnel blasting. We also carried out test blasts on PMMA plates, marble plates and sandstone
blocks those were assumed the borehole on the expected fracture line in the tunnel was under
initial rock pressure. In addition, we made a numerical simulation of a blast and compared with
the results of the test blasts.
Our results showed that tensile stress was generated around the borehole by the effect of initial
rock pressure. Moreover, around the borehole in the side wall and in the shoulder part of the
tunnel, i.e. the intermediate point between the roof and the side wall, tensile stress was always
generated vertically with respect to the expected fracture line. However, around the borehole in
the roof of the tunnel, the position where the tensile stress was generated varied depending on the
state of the rock pressure. Moreover, the results of the test blasts using plates and blocks clearly
indicated that cracks were generated and spread in the same direction as the applied pressure,
and that blasting in the area around the borehole in the initial stress state had the effect of
creating and lengthening cracks. The results of blast simulation showed a good agreement with
the experimental results.
トンネル発破時のき裂生成に及ぼす地圧の影響を明らかにすることを目的として, トンネルの破断予定線上に設けたスムースブラスティング用装薬孔周辺において応力解析を行った｡ また, 初期地圧を受けているトンネルの破断予定線上の装薬孔を想定し, PMMA板, 大理石の板および砂岩のブロックを用いた発破実験を行った｡ さらに, き裂を考慮した発破シミュレーションを行い, 実験結果との比較を行った｡ その結果, 初期地圧の影響によって装薬孔周辺には, 引張応力が発生することが分かった｡ また, トンネルの側壁および天盤との中間点である肩部における装薬孔の周辺には, 常に破断予定線と垂直に引張応力が生じているが, 天盤における装薬孔の周辺には, 地圧状態によって引張応力の発生位置が異なることが分かった｡ また, 板およびブロックを用いた模擬実験を行った結果, 圧力の影響を受け, 加圧方向と同じ方向にき裂が生成および進展し, 装薬孔周辺の初期応力状態が発破によるき裂の生成および進展に影響を及ぼすことが明らかとなった｡ さらに, 発破シミュレーションを行った結果, 実験結果と非常に良く一致し, 正確な発破シミュレーションが可能であることが明らかとなった｡