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营盘山单线铁路隧道爆破参数优化研究
| 论文题名： | 营盘山单线铁路隧道爆破参数优化研究 |
| 关键词： | 单线铁路;隧道爆破;参数优化;岩体破碎;炮孔设置 |
| 摘要： | 钻爆法是我国修建交通隧道时最常用的方法，隧道掘进爆破是钻爆法最为关键的一个环节。然而目前关于岩体在炸药爆炸作用下的破碎过程和效果的研究较少。隧道爆破基本按工程经验和工程类比来进行设计，主观性太强。本文针对隧道爆破工程不同类型的炮孔做了系统性的研究，取得以下成果: (1)在掌握国内外岩石爆破理论和数值模拟软件LS-DYNA计算原理的基础上，选定了岩体破坏准则。以营盘山单线铁路隧道爆破工程为依托工程，通过在软件中定义单元失效准则的方式实现岩体破碎过程的可视化。 (2)建立单孔柱状装药爆破数值模型，分析炮孔不同的不耦合系数下岩体的破碎过程和效果。得出岩体的压碎区、裂隙区半径随不耦合系数增大而减小，炸药在不耦合系数为1.5时的利用率最高等结论。 (3)首先从理论上分析了掏槽眼爆破的特点，然后根据依托工程掏槽眼设计参数建立了掏槽眼爆破数值模型，分析不同掏槽眼夹角的爆破效果，计算后发现参数不合理。接着减小了掏槽眼孔底距离，增大了装药系数，重新分析不同掏槽眼夹角的爆破效果。计算结果表明，掏槽眼夹角越大，掏槽区域岩体越破碎。建议掏槽眼夹角设置为55°～65°，装药系数在0.85左右，孔底距离在70cm以内。 (4)首先从理论上分析了辅助眼爆破的特点，然后根据依托工程辅助眼设计参数，建立了辅助眼爆破数值模型，根据炮孔间距和炮孔排距的不同设置了6个工况。根据各工况岩体的破碎情况，建议辅助眼炮孔间距设置为100cm、排距设置为70cm，内圈眼炮孔间距设置为80cm，炮孔排距设置为60cm～70cm。 (5)建立光面爆破数值模型，计算后发现会出现超挖，平均线性超挖大约为22cm。通过调整最小抵抗线（光爆层厚度）和周边眼与轮廓线的距离，重新建立模型进行计算分析。光爆层厚度的增加无法减少超挖，只是会使得光爆层岩体破碎程度迅速下降。增大炮孔到设计开挖轮廓线上的距离可以有效控制超挖。建议依托工程光面爆破的炮孔向设计开挖轮廓线内移动20cm，最小抵抗线改为70cm。 |
| 作者： | 王镇 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张志强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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