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隧道爆破施工对邻近既有隧道结构安全的影响分析与控制研究
| 论文题名： | 隧道爆破施工对邻近既有隧道结构安全的影响分析与控制研究 |
| 关键词： | 爆破振动;衬砌缺陷;数值模拟;优化设计;铁路隧道 |
| 摘要： | 随着我国交通网络的迅速发展,大量的单线隧道需增建二线隧道。增建铁路隧道与既有隧道的间距偏小是十分普遍的情况,研究如何既能保障新建隧道爆破施工不危及既有隧道的结构及其正常运营安全,又能保证新建隧道的施工质量及进度,具有重要的科学意义和实用价值。 在参阅大量已有的研究成果及相关文献上,本文以在建的石(门)长(沙)铁路增建二线汪家山隧道项目为依托,开展隧道爆破施工对邻近既有隧道结构安全的影响分析与控制研究。主要研究内容和成果如下: (1)通过对现场爆破振动监测试验与理论分析,获得了适用于该隧道Ⅳ级围岩区域的爆破振动速度传播与衰减规律的经验公式。 (2)运用ANSYS瞬态动力学方法,研究拱顶有裂缝缺陷的衬砌结构在爆破荷载冲击作用下的动态反应,获得存在不同深度裂缝缺陷的衬砌在不同爆破荷载冲击速度下的应力分布规律和容许安全系数。 (3)运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立三维模型,针对拱顶存在不同高度的脱空情况,研究现有爆破荷载作用下隧道衬砌结构的动力响应,获得在集中耦合装药量为8.0kg时,衬砌处于安全状态,并得出拱顶有不同高度脱空衬砌模型关键部位质点的振动速度、位移及应力分布状态。 (4)以控制爆源因素为基础,针对不同围岩级别段设计不同的炮孔布置方案及爆破工艺;在没有全面获得爆破振动速度传播与衰减经验公式的条件下,通过DYNA逆向模拟分析出基于最大爆破振速下的最大段药量上限值为9.8kg,并分析出该药量下衬砌质点振动速度、位移矢量的分布规律,及最大主应力分布状态。 |
| 作者： | 杨光 |
| 专业： | 安全技术及工程 |
| 导师： | 刘敦文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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