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竖井不同爆破开挖方式对联络通道动力响应分析
| 论文题名： | 竖井不同爆破开挖方式对联络通道动力响应分析 |
| 关键词： | 公路隧道;竖井开挖;微差爆破开挖;爆破振动;动力响应;数值模拟 |
| 摘要： | 通风竖井是长大公路隧道的重要配套工程之一。竖井通过联络通道与主隧道连接，当开挖接近联络通道时，爆破震动将使联络通道内质点产生较大振动速度，可能导致联络通道开裂掉块;在爆破开挖的影响下，应力场也将重新分布，影响联络通道初支及围岩的稳定性，因此，竖井的爆破方案在满足开挖效果的同时，应重点研究竖井爆破开挖对联络通道动力响应。 本文介绍了岩石爆破破坏的机理及围岩松动圈的形成过程和厚度计算公式，分析了爆破动载作用下围岩松动圈的扩展原理，提出了基于微差爆破机理的开挖方案设计，以降低对联络通道动力影响。结合福建省漳永高速龙岩段官田隧道通风竖井的工程特点，综合比较正井法、反井法的优劣，选择反井法施工，利用反井导井作为爆破自由面，计算确定爆破参数，设计5种不同微差时间的爆破方案。运用Midas/GTS软件建立模型，确定爆破荷载曲线，推导峰值荷载公式，通过Matlab软件进行叠加，得到微差爆破的荷载时程曲线，模拟爆破开挖过程。 通过数值模拟计算，分析竖井爆破开挖对联络通道振速、应力等影响，可知: (1)竖井选用不同微差时间方案在同一施工段爆破开挖时，联络通道上振速、应力都随着微差时间的减小而增大，当选用方案3微差时间为75ms时，振速、应力等对联络通道影响最小。 (2)联络通道初支最大合振速在数值上与Y方向较为接近，比X、Z方向大很多，故其变化规律也与Y方向类似，当微差时间为25ms时，联络通道的振动合速度会超过国家爆破安全规程允许值的下限10cm/s。且从合振速云图中也可知，合振速最大值分布于联络通道纵轴线拱顶上。 (3)在竖井爆破开挖时，竖井与联络通道交叉面附近围岩的最大及最小主应力均未超过岩体抗拉强度允许值，不会对围岩造成破坏，当微差时间为25ms时，最小主应力最大，随着最小主应力的减小，围岩的松动圈逐渐缩小。 |
| 作者： | 丁松波 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 吴从师 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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