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爆破荷载作用下衬砌背后空洞对隧道稳定性影响规律研究
| 论文题名： | 爆破荷载作用下衬砌背后空洞对隧道稳定性影响规律研究 |
| 关键词： | 衬砌背后空洞;爆破荷载;隧道工程;数值模拟 |
| 摘要： | 本文依托重庆南山隧道的爆破开挖施工，结合现场实测爆破数据，借助有限元软件ANSYS/LS-DYNA软件对爆破开挖过程进行数值模拟，讨论了在已做初期支护背后有空洞存在的条件下，爆破荷载对隧道支护安全性影响及应力波传播规律的研究。本文的主要研究内容和研究成果如下: 1.岩石爆破机理、应力波传播规律研究。研究表明对于坚硬岩石的爆破破坏，应力波起主要作用，产生应力破坏效应;而对于软岩石的爆破破坏，则是爆炸气体膨胀压力起主要作用。 2.围岩背后空洞理论研究。围岩背后空洞可以近似认为是双洞隧道，只是其中一个洞室较小，该点的应力状态利用弹塑性力学可以直接求出，双洞条件下将该点应力叠加得到空洞对隧道影响。 3.爆破振动荷载的数值模拟和加载方式讨论.本文讨论了3种常见的模拟和加载方式。简化三角形荷载、实测波形加载和利用状态方程描述爆破过程中压力和比容关系。 4.有限元软件模拟原理及要点。包括软件介绍，爆破荷载下岩体的本构模型分析、炸药的本构模型和边界条件的处理方式。 5.模拟在不同围岩级别、不同空洞大小和不同临空高度条件下，爆破振动荷载对支护结构的影响。研究表明Ⅴ级围岩的情况下2米以上空洞对隧道支护结构影响明显;在一定距离内空洞位置对支护结构影响较大，距离较远的时候空洞位置几乎无影响。 本文通过数值模拟计算，可直接指导隧道开挖爆破施工，优化施工方案，减小对支护的伤害。 |
| 作者： | 苏佳园 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张学富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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