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锚碇隧道开挖爆破的动力响应特性及控制技术研究
| 论文题名： | 锚碇隧道开挖爆破的动力响应特性及控制技术研究 |
| 关键词： | 锚碇隧道;爆破试验;振动特性;地震波;衰减规律 |
| 摘要： | 锚碇隧道作为悬索桥的重要承力构件，开挖爆破时隧道围岩的稳定性关系整个工程成败。尤其是在锚碇隧道的小间距段，由于其断面较大、中隔岩墙厚度较小，隧道围岩很容易受到爆破荷载的影响。因此，有必要对其开挖爆破时的动力响应特性展开研究，并据此提出锚碇隧道掘进爆破的控制措施及振速控制标准。 本文以雅康高速大渡河特大悬索桥雅安岸锚碇隧道为工程背景，进行多次现场爆破试验与振动监测，分析锚碇隧道迎爆侧振动特性及爆破地震波在中隔岩墙的衰减规律。试验结果表明:锚碇隧道上台阶掘进爆破时，最大质点振动速度由掏槽孔爆破产生;当光爆孔与掏槽孔装药相同时，掏槽孔爆破引起的振动强度大于光爆孔爆破引起的振动强度;同时，随着锚碇隧道掘进深度加大，中隔岩墙的高厚比不断增大，拱腰、拱肩、拱顶和拱脚的振动强度均有不同程度增大，拱腰和拱肩位置振动速度峰值的增幅明显大于拱项和拱脚位置振动速度的增幅;此外，锚碇隧道掘进爆破振动速度在中隔岩墙中沿隧轴方向的衰减规律并不符合萨道夫斯基公式。 为全面分析锚碇隧道小净距段的动力响应特性，论文以LS-DYNA为平台，选取距洞口不同距离的三个典型断面，从振动速度和最大主应力两个角度展开研究。计算结果表明:后序洞上台阶掘进爆破时，前序洞迎爆侧的振速和最大主应力均大于背爆测;振速和最大主应力在隧轴方向均随爆源距增大而逐渐减小，掌子面前后15m范围内尤为明显，且掌子面后方的振动速度和最大主应力比掌子面前方衰减快; 结合数值模拟与现场试验的振动监测结果，提出了锚碇掘进爆破五项的控制措施。根据锚碇隧道的构造特点，分上中下三段给出了锚碇隧道的振动速度控制标准，即锚碇隧道上段的振速阈值为20cm/s，中段的振速度阈值为15cm/s，下段振速阈值为11 cm/s。 |
| 作者： | 李鹏川 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张继春 |
| 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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