本文關(guān)鍵詞：既有隧道受臨近隧道爆破開挖影響及安全性評估研究

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【摘要】： 新建隧道爆破開挖可能引起鄰近既有隧道損傷的危險,在與既有隧道的間距比較小的情況下進行新隧道的爆破開挖,開挖產(chǎn)生的爆破地震波會危及既有隧道圍巖和襯砌結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。本文以某隧道為背景,運用有限元基本方法,采用MIDAS/GTS軟件對既有隧道受新建隧道爆破施工的影響進行了數(shù)值分析,討論了在不同間距,不同圍巖類別情況下,新建隧道爆破對既有隧道變形、振速、應(yīng)力的影響。通過對某隧道的現(xiàn)場檢測,分析了裂縫產(chǎn)生的原因、裂縫對隧道安全性的影響,并對隧道安全性進行了評估,結(jié)合隧道常見的裂縫病害,給出了一些裂縫修補技術(shù),以保證既有隧道運營的安全性。 本文首先對既有隧道受臨近隧道爆破影響及既有隧道安全評估的研究價值,國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,新老研究方法的對比進行了詳盡的概括和闡述。以巖石爆破的破壞理論、應(yīng)力波理論和動力有限元法為基礎(chǔ),通過MIDAS/GTS軟件,對不同的算例進行了既有隧道受鄰近爆破影響的三維數(shù)值模擬分析。分別考慮了不同的隧道間距,不同的圍巖的類型等情況,主要分析了既有隧道襯砌和圍巖在受鄰近爆破影響下的振動速度、應(yīng)力和襯砌變形,研究不同斷面振速極值的位置,出現(xiàn)的時間,不同方向振速峰值的變化情況,并將各種不同情況的計算結(jié)果進行比較和分析,得出了一些有益的結(jié)論;利用MIDAS/GTS軟件,在彈性地基梁理論和結(jié)構(gòu)力學理論的基礎(chǔ)上,使用荷載結(jié)構(gòu)法計算既有隧道襯砌在出現(xiàn)裂縫、破損情況下的受力狀態(tài),對新建隧道在施工建設(shè)過程中判斷既有襯砌所受的影響起到一個重要的參考作用,并給出了裂縫出現(xiàn)的成因及提出裂縫修補方法,以有效改善襯砌結(jié)構(gòu)的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：有限元法 隧道 襯砌 圍巖 爆破振動 裂縫修補
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：U455.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-20
• 1.1 研究意義及研究背景8-10
• 1.1.1 研究意義8-9
• 1.1.2 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進展10-18
• 1.2.1 隧道爆破施工，效應(yīng)理論研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.2 既有隧道安全性分析研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 本文的主要工作18-20
• 第2章 巖土中的爆炸理論及爆破振動的數(shù)值模擬20-26
• 2.1 巖石爆破的機理20-21
• 2.1.1 巖石爆破破壞理論20-21
• 2.1.2 巖石爆破的應(yīng)力波理論21
• 2.2 爆破振動影響控制標準21-23
• 2.3 沖擊荷載和動態(tài)強度23-26
• 2.3.1 爆破沖擊荷載23-25
• 2.3.2 圍巖與襯砌的動強度和動彈模25-26
• 第3章 既有隧道受新建隧道施工中爆破振動的影響26-51
• 3.1 計算軟件介紹26
• 3.2 模型建立的說明26-27
• 3.2.1 工程概況26
• 3.2.2 地質(zhì)概況26-27
• 3.3 計算參數(shù)27-30
• 3.3.1 圍巖及隧道計算參數(shù)27-28
• 3.3.2 計算模型的建立28-30
• 3.4 計算結(jié)果分析30-49
• 3.4.1 模態(tài)分析結(jié)果30
• 3.4.2 振速計算結(jié)果及分析30-36
• 3.4.3 隧道圍巖振速及結(jié)果分析36-37
• 3.4.4 隧道襯砌變形分析37-41
• 3.4.5 既有隧道襯砌的主應(yīng)力分析41-44
• 3.4.6 既有隧道縱向4個襯砌斷面比較44-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第4章 既有隧道安全性評估及裂縫修補技術(shù)51-82
• 4.1 引言51
• 4.2 既有隧道襯砌檢測51-59
• 4.2.1 工程介紹51
• 4.2.2 檢測內(nèi)容及結(jié)果分析51-59
• 4.3 模型計算理論59-62
• 4.3.1 設(shè)計原理59-60
• 4.3.2 計算原理60-62
• 4.4 模型建立及說明62-65
• 4.4.1 計算模式及說明62
• 4.4.2 圍巖參數(shù)的確定62
• 4.4.3 襯砌結(jié)構(gòu)及建筑材料62-63
• 4.4.4 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算63-65
• 4.5 既有隧道安全性分析65-71
• 4.5.1 襯砌安全性分析65-66
• 4.5.2 結(jié)構(gòu)安全系數(shù)66-67
• 4.5.3 結(jié)構(gòu)強度檢算67-70
• 4.5.4 襯砌結(jié)構(gòu)安全性評估70-71
• 4.6 隧道裂縫修補技術(shù)71-81
• 4.6.1 環(huán)氧樹脂漿液補強71-73
• 4.6.2 碳纖維加固73-78
• 4.6.3 錨固注漿法補強78-79
• 4.6.4 套襯補強法79-80
• 4.6.5 結(jié)構(gòu)抽換80-81
• 4.7 本章小結(jié)81-82
• 第5章 結(jié)論與展望82-85
• 5.1 結(jié)論82-84
• 5.1.1 不同圍巖及不同間距情況下既有隧道的振動分析結(jié)論82-83
• 5.1.2 既有隧道安全性評估及裂縫修補83-84
• 5.2 展望84-85
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文85-86
• 參考文獻86-89
• 致謝89

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張運良;宋杰;王昌勝;聶子云;萬民科;;爆破震動對小凈距隧道影響的數(shù)值分析[J];中外公路;2012年06期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 楊光;隧道爆破施工對鄰近既有隧道結(jié)構(gòu)安全的影響分析與控制研究[D];中南大學;2011年

2 趙鎮(zhèn)林;三孔小凈距隧道合理凈距確定與爆破振動響應(yīng)研究[D];中南大學;2011年

3 呂國磊;長大山嶺隧道監(jiān)控量測及信息化施工技術(shù)研究[D];西南交通大學;2011年

4 王繼槐;小凈距隧道開挖數(shù)值模擬及動力特性研究[D];長沙理工大學;2012年

5 張超;既有隧道對臨近爆破的振動響應(yīng)研究[D];西安建筑科技大學;2012年

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本文編號：1070683