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爆破荷载作用下填土路基动力响应规律及控制措施研究
| 论文题名： | 爆破荷载作用下填土路基动力响应规律及控制措施研究 |
| 关键词： | 隧道爆破;填土路基;动力响应;控制措施;数值模拟 |
| 摘要： | 近年来，随着我国经济高速发展和城市化进程加快，基础设施建设也在快速发展，为了解决城市地面交通拥堵问题，地下空间的开发与利用迅速发展，当隧道穿越填土区域并采用爆破方式施工时，若不采取合理的爆破控制措施，可能会引起填土路基塌陷、隧道拱顶塌方等安全事故，造成巨大的生命财产损失，因而研究下穿隧道爆破施工对填土路基的影响及控制措施具有重要的意义。 本文以重庆某下穿填土路基地铁隧道工程为研究背景，通过查阅国内外相关文献及依托工程资料，结合理论分析与数值模拟方法，研究了爆破荷载作用下填土路基的动力响应规律及控制措施，主要研究成果如下： （1）基于Hypermeshamp;Ls-dyna有限元分析软件，建立了三维数值模型进行计算分析，揭示了地震波以波阵面形式沿填土路基扩散衰减，最终趋于无序的传播规律，并对地表和边坡的速度响应进行了研究。结果表明：地表质点峰值振速发生在拱顶投影位置处，以垂直方向为主；边坡质点振速随高程增加存在“放大效应”，在距坡面一定高差范围内，坡面质点振速大于坡体内，不符合爆破振动衰减的一般规律。 （2）采用控制单一变量法，以填土路基整体峰值动能和典型监测点峰值振速作为评价指标，探讨了不同循环进尺、填土高度、最大单段药量作用下路基动力响应变化规律。随着循环进尺的增大，路基峰值动能和监测点峰值振速快速增加；当填土高度增加时，路基峰值动能基本一致，监测点峰值振速均呈现衰减的趋势，且出现了迟滞现象；增大最大单段药量，路基峰值动能和监测点峰值振速均增长，并且动力响应变化趋势基本保持一致；当爆破参数取循环进尺为1m、最大单段药量为9kg时，对减小路基地表振速的效果是最优的。 （3）选取拱顶投影位置处垂直方向振速为评价指标，采用最优的爆破参数组合时，在最不利填土高度下，质点峰值振速为3.16cm/s，大于振速控制阈值2cm/s。结合实际工程施工情况，还需采用减振沟的工程控制措施。当减振沟高度为1.5m时，分析了减振沟深度和填土高度对减振率的影响；随着减振沟深度增加，减振率增大；在减振沟作用下，填土高度的增加会导致减振率降低。经过不同工况的对比分析，最终得出减振沟合理的深度为1m，此时最不利填土高度下质点峰值振速为1.65cm/s，小于控制阈值。 |
| 作者： | 梁毅 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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