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隧道爆破冲击波传播机制及危害控制研究
| 论文题名： | 隧道爆破冲击波传播机制及危害控制研究 |
| 关键词： | 隧道施工;爆破冲击波;传播机制;危害控制 |
| 摘要： | 随着我国工农业生产水平的日益提高，对运输的要求日益加剧，公路、铁路建设事业突飞猛进地发展，特别是伴随着各城市地铁的发展建设，出现了大量的市政隧道。隧道施工爆破作业中产生的爆破冲击波、爆破噪音将会影响周围居民人身财产安全以及生活舒适感。为减轻隧道爆破冲击波对环境的影响，保障周围居民的安全舒适，必须对隧道爆破冲击波进行深入研究，并采取适当的控制措施。 常用的爆破冲击波研究方法有理论分析、数值模拟和模拟实验，目前数值模拟仿真计算是被最为广泛采用的手段。本文总结了公路隧道爆破冲击波研究的现状、发展趋势和存在的问题，阐述了爆破冲击波形成和传播的基本原理，分析了隧道内空气状态，以CFD软件FLUENT作为工具结合双碑隧道实际施工情况建立了双洞隧道爆破冲击波传播二维有限元模型，运用所建立的模型对爆破冲击波传播特性、各位置超压分布规律及超压衰减影响因素进行了系统的分析研究，利用现场监测数据检验了模拟和理论研究的准确度，介绍了两种控制隧道爆破施工中冲击波超压的装置。得出主要结论如下: 1)隧道内压强场稳定前，冲击波超压分布在炸药填充区边缘存在着一条很明显的分界线，炸药填充区内部的压强相对较小，填充区外缘压强较大;超压稳定过程中，马赫反射逐渐消失，冲击波阵面逐渐由曲面波发展成为平面波。 2)当x＞170m后，隧道内冲击波的超压趋于稳定，在相同的初始条件下，在x=200m处的超压值，ΔP无＞ΔP人＞ΔP车，表明横通道的存在，在一定程度上加快了爆破冲击波的衰减速度，且车行横通道效果更明显。 3)爆破冲击波模拟衰减曲线与理论衰减曲线基本吻合，x＞15m时，两条曲线可认为基本重合，当x＜15m时，两条曲线的分歧较大，此时理论公式误差较大，掌子面附近的超压模拟值更为准确。 4)当转角为45°和60°时，巷道内的冲击波整体超压都要大于没有转角时的超压，当转角为90°和135°时，巷道内的冲击波整体超压小于没有转角时的超压;当有转角存在时，冲击波传播经过90°转角时超压削弱最多;当0＜θ＜90时，冲击波超压衰减幅度随着转角的增大而增大，当90＜θ＜180时，冲击波超压衰减幅度随着转角的增大而减小。 |
| 作者： | 曾昌 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 禹华谦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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