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既有隧道对临近爆破的振动响应研究
| 论文题名： | 既有隧道对临近爆破的振动响应研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;钻爆开挖;安全运营;振动响应;有限元模型;衬砌结构 |
| 摘要： | 随着我国国民经济的快速发展,现有交通运输业,特别是铁路运输业面临着巨大的机遇和挑战。由于受地形地质条件的限制、隧道分建带来的展线困难以及地下空间综合开发利用的需要,大量的铁路复线工程建设势在必行。铁路隧道施工过程中,钻爆法因适应性强、施工进度快、成本低等优点被广泛应用。然而新建复线隧道与既有隧道间净距往往设计较小,钻爆开挖过程中爆破振动将严重威胁既有隧道的安全运营。因此,采取合理措施,有效的控制爆破振动效应,保障既有隧道的安全运营,具有重要的社会价值和经济效益。 在参阅已有研究成果的基础上，本文以小瓢沟隧道工程为依托,采用LS-DYNA动力有限元软件,建立了隧道的三维有限元模型,采用了隐式-显式联合求解方法,并结合现场实测振动数据,分析得到了不同开挖方式、不同装药结构下既有隧道衬砌结构的爆破振动响应规律。本文主要研究内容及研究成果如下: (1)选取现场实测数据中比较典型的7种工况,通过对比分析数值模拟结果与现场实测数据,发现两者拟合较好,验证了数值分析的可行性和合理性,可弥补现场监测可预性差的缺点。 (2)采用数值方法分析了8种径向不耦合装药结构、7种轴向不耦合装药结构和6种复合不耦合装药结构下临近既有隧道衬砌结构的爆破振动强度变化规律,通过对比分析,得到了最佳不耦合系数的取值范围。 (3)数值分析了不同开挖方式下临近隧道衬砌结构的振动响应规律,研究了爆心距与自由面随隧道间距变化对爆破振动规律及强度的影响。 (4)数值分析了钻爆开挖产生的振动沿既有隧道径向及轴向分布规律,得到了主要振动影响区分布在药包中心点后方4m至前方10m的范围内,工程中应进行重点加固及监测。 (5)分析了光面爆破中各段微差爆破对爆破振动强度的影响,得到了既有隧道峰值振速主要集中在微差爆破的前几段,尤其是第一段中的掏槽眼爆破,应重点对掏槽眼爆破进行控制。 |
| 作者： | 张超 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 邵珠山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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