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爆破振动下埋地天然气管道工况参数对管土振动特征的影响分析
| 论文题名： | 爆破振动下埋地天然气管道工况参数对管土振动特征的影响分析 |
| 关键词： | 隧道工程;爆破施工;土体振动;围岩监测 |
| 摘要： | 管道运输是五大输运方法之一，埋地管道以其运输的经济和高效性被用于长距离输送天然气。随着我国各地基础设施的建设，爆破技术已广泛应用于隧道、路基等工程开挖施工中，爆破产生的地震效应可能对附近埋地管道安全构成影响。因此，有必要进行爆破地震作用下埋地管道及其地表的振动特征相关研究，为优化爆破参数和建立爆破振动监测标准以确保埋地管道安全运行提供理论基础。 本文以下穿兰成渝埋地天然气管道的西成客运专线仙女岩隧道出口段掘进爆破工程为背景，建立包含管道、岩石、土体、天然气和炸药在内的三维动力有限元计算模型，在验证模型计算结果的准确性基础上，分析爆破振动下埋地天然气管道的管径、壁厚和埋深等参数对管道及地表振动特征和管道Von-Mises应力的影响规律。按照现场管道与隧道的位置关系、工程地质和爆破条件建立的三维动力有限元数值计算模型能较好地模拟管道及其地表的振动状态，其模拟得到的地震波形与相应位置处的实测地震波具有较高的相似度，振动强度计算值与实测值的相对误差小于11％。当隧道埋深41.5m、隧道爆破的当量装药量25kg时，岩体质点的竖向振速随着与爆源距离的增大而减小，且表现为距爆源越远、其衰减越为缓慢，在爆源上方岩土界面处的振动速度衰减至3cm/s左右;土体振速分别在管道附近以及地表存在两个极值点。进一步分析不同管径、壁厚和埋深等参数时的管道与土体的动力响应结果发现，管道壁厚增加，管道质点峰值振速减小，而地表土体的振速基本不变;随着管道内径增加，管道的质点峰值振速增加，地表振速也随之减小;相同管道内压下管径与壁厚的比值对于管道的Von-Mises应力具有较大影响，管道埋深的影响则基本没有;管道埋深增大，管道质点峰值振速减小，但管道上方地表土体质点的振速增大。 |
| 作者： | 舒懿东 |
| 专业： | 市政工程 |
| 导师： | 郑爽英 |
| 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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