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原文传递隧道掘进水封爆破技术研究

论文题名：	隧道掘进水封爆破技术研究
关键词：	不耦合装药结构;水封爆破;轴向不耦合系数;隧道掘进;数值模拟
摘要：	论文以湖北恩来恩黔高速公路当阳坪隧道Ⅱ级围岩爆破开挖为工程背景，采用理论分析、现场试验和数值模拟等研究方法，确定了隧道掘进水封爆破装药技术的可靠性和实用性，并与传统常规爆破技术进行对比分析。在理论分析和现场试验的基础上，数值模拟研究了隧道掘进水封爆破最佳装药结构形式和最佳轴向不耦合系数;同时，将数值模拟计算结果反馈于工程实际，取得较好的爆破效果，得出了采用水封爆破技术的可行性和优越性，主要内容如下: 　　 (1)论文阐述了国内外目前对于水封爆破技术的研究现状及存在的问题，表明水封爆破技术可以提高爆破能量利用率以及降低因隧道爆破产生的粉尘浓度，阐明本文研究的目的与意义。　　 (2)通过对岩石爆破破碎理论的分析，得到目前岩石爆破破碎机理主要采用爆生气体膨胀压力破坏和反射拉应力波共同作用破坏理论。岩石爆破破坏主要是由于拉伸作用而产生的，即炸药爆炸导致产生的拉应力超过岩石极限抗拉强度时，岩石结构将发生破坏。　　 (3)通过在当阳坪隧道现场开展的三个不同阶段的水封爆破试验，论证了水封爆破装药技术在隧道掘进爆破中具有可行性，进而论证了该技术较传统常规爆破的优越性——提高爆破能量利用率、降低因爆破产生粉尘浓度。　　 (4)对水封装药结构形式以及轴向不耦合系数进行数值模拟。利用ANSYSLS-DYNA有限元软件建模，分析了在不同装药结构形式下爆破对岩石的损伤作用，综合评价定量给出了隧道水封爆破装药最佳结构形式为孔底两个水袋(0.4m)及上部水封装药结构形式。在此装药结构条件下，分析了不同装药长度条件爆破对岩石的损伤作用，定量给出了隧道水封爆破装药合理的轴向不耦合系数为1.89～2.13。　　 (5)将数值模拟结果反馈于工程实际，掏槽孔取轴向不耦合系数K=2，主爆孔取轴向不耦合系数K=2.43时，现场取得很好爆破效果，同时，通过理论和数值模拟分析定量得到:当掏槽孔轴向不耦合系数为2和主爆孔轴向不耦合系数为2.43时，爆破效果达到最优，对于隧道水封爆破掘进具有较高的参考价值。
作者：	胡冬冬
专业：	岩土工程
导师：	程康
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文