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水平层状围岩隧道变形特征及爆破方案优化分析
| 论文题名： | 水平层状围岩隧道变形特征及爆破方案优化分析 |
| 关键词： | 水平层状隧道;爆破荷载;围岩变形;锚杆支护优化;数值模拟 |
| 摘要： | 由于层状围岩隧道广泛分布，在隧道设计施工中经常会遇到层状围岩稳定性的问题。因此，研究层状围岩隧道开挖后的力学响应具有重要的理论意义和工程应用价值。本文依托实际工程，运用有限差分软件FLAC3D与有限元软件LS-DYNA探讨了岩层厚度、结构面参数、爆破振动、支护参数对层状围岩隧道稳定性的影响。主要研究内容和研究结果如下。 （1）根据水平层状围岩的工程特性，分析了不同岩层厚度对隧道围岩稳定性的影响。当岩层厚度较小时，可直接选用遍布节理模型对岩层进行模拟；当岩层厚度较大时，可通过实体单元与接触面单元相结合的方式对岩层进行模拟。通过改变遍布节理的结构面参数，探究了结构面强度对围岩稳定性的影响。 （2）基于岩石爆破理论，采用LS-DYNA求解爆破全时程振速曲线，在FLAC3D动力模块的基础上，采用FISH语言进行编程将振速曲线导入FLAC3D模型中，探讨了爆破荷载对隧道围岩的变形受力影响，并对爆破方案进行了优化，在每对楔形孔中间位置布置一个中孔，适当减小了掏槽深度与药量，优化爆破方案不仅能有效地保持隧道的施工进尺，还可降低拱顶附近的振速，减少拉伸破坏。 （3）通过对比不同锚杆布置形式下的工况，对锚杆支护进行了比选分析。计算结果表明：锚杆在一定范围内加长可有效减小围岩变形，但超出该范围后加固效果逐渐减弱；边墙处的锚杆施作对提高围岩的稳定性效果显著；短而密的布锚方式与长而稀的布锚方式相比，能够更有效地控制围岩变形。 |
| 作者： | 王安 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 郑俊杰;龚彦峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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