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小净距隧道爆破振动影响分析及工程应用研究
| 论文题名： | 小净距隧道爆破振动影响分析及工程应用研究 |
| 关键词： | 小净距隧道;爆破振动;微差时段;爆破荷载时程曲线;数值分析 |
| 摘要： | 小净距隧道是当前复杂周边环境条件下隧道和地下工程立项中一种较为新型的隧道结构形式,但其设计和施工技术都还不很完善,存在着很多的技术问题需要解决。尤其是当采用钻爆法施工时,爆破振动的双洞相互影响问题。无论是先行洞爆破对后行洞的影响,还是后行洞爆破施工对先行洞的影响,亦或是先、后行洞同时爆破时的相互影响,如爆破振动控制不当,对隧道围岩及衬砌均可能造成一定的破坏,从而造成安全隐患,进而危及工程建设及运营安全。隧道爆破振动研究的基本、核心问题是爆破荷载的量化问题。虽然有关爆破荷载量化的理论研究和基于现场测试的经验方法甚多,但由于爆破振动问题的瞬时性和复杂性,隧道爆破荷载时程曲线的确定和爆破振动影响的计算还尚待进一步深入研究。 论文针对小净距隧道的特点,在深入分析已有隧道爆破文献基础上提出了一种可考虑隧道爆破微差时段的“爆破荷载时程曲线确定方法”,并通过三淅高速公路赛岭小净距隧道现场测试验证了论文提出的爆破荷载确定方法的适用性。最后,采用该方法再对赛岭小净距隧道爆破施工方案及爆破对隧道支护结构稳定性的影响进行了深入的分析研究,同时将研究成果用于指导该隧道的施工,取得了良好的效果。论文所做的主要工作及取得的阶段性成果如下: (1)通过查阅相关文献总结和改进了前人对爆破荷载的简化方法,提出了一种可考虑隧道爆破微差时段的“爆破荷载时程曲线确定方法”; (2)通过现场爆破振动测试,验证了“爆破荷载时程曲线确定方法”的可行性和适用性。另外,基于爆破振动数值分析中爆破影响区强度降低,材料弱化的事实,提出了应对“掌子面内爆源处的岩体”和“掌子面外周边的围岩”的材料参数分别取值并对“爆源处岩体”的模量进行折减,在数值分析和现场对比基础上,确定了“爆源处岩体”模量折减的合理百分比范围; (3)以在建三淅高速公路赛岭隧道为背景,通过三维数值模拟,研究了不同围岩等级以及不同埋深情况下,小净距隧道在先、后行洞同时爆破时爆破振动的纵向影响范围,提出了双洞同时爆破时先、后行洞掌子面的纵向合理错开距离。采用二维数值方法,进一步研究了后洞爆破对先行洞支护结构受力的影响,确定了支护结构受力的不利位置。研究成果直接指导了该隧道的施工,取得立良好的效果。 |
| 作者： | 刘京 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 宋战平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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