隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,各大區(qū)域間的資源流動性升級需求愈發(fā)迫切,完善和加強各類交通網(wǎng)絡建設的任務勢在必行。在交通線路設計之初,往往會綜合考慮經(jīng)濟發(fā)展、人口聚集、工程建設、國家戰(zhàn)略等因素。因此,在隧道修建的過程中,不可避免會遇到穿越斷層破碎帶等不良地質(zhì)段的情況。大量工程實踐和研究表明,隧道圍巖的變形和破壞較大程度上受斷層破碎帶等軟弱結(jié)構面的控制,軟弱結(jié)構面一旦發(fā)生相對錯動,將會造成隧道結(jié)構破壞、圍巖失穩(wěn)坍塌等重大災害。針對上述問題,本文以新疆北天山隧道某斷層破碎帶段為工程背景,以ANSYS/LS-DYNA軟件模擬作為分析手段,研究深埋隧道跨斷層區(qū)域爆破開挖動力響應規(guī)律,并進行斷層寬度、地應力大小和圍巖等級對隧道爆破開挖動力響應敏感性的探究,對隧道設計和施工具有重要的理論指導意義,其主要研究成果如下:1.以新疆北天山隧道某斷層破碎帶段為工程背景,基于隧道斷面及巖體分布特征,運用ANSYS/LS-DYNA對含斷層隧道爆破開挖進行三維仿真模擬,討論隧道跨斷層區(qū)域圍巖中具有代表性的關鍵點的豎向振速峰值、豎向位移峰值和最大主應力附加值峰值的分布特征。2.總結(jié)在爆破開挖推進下隧道結(jié)構橫斷面方向與沿軸... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題
        1.2.1 含斷層隧道爆破開挖設計施工技術研究現(xiàn)狀
        1.2.2 含斷層隧道爆破開挖理論研究現(xiàn)狀
        1.2.3 含斷層隧道爆破開挖數(shù)值仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.4 含斷層隧道爆破開挖模型試驗研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容與技術路線
第2章 含斷層隧道爆破的基本理論與爆破方案設計
    2.1 含斷層隧道爆破的基本理論
        2.1.1 斷層的形成及其對隧道建設的影響
        2.1.2 斷層對爆破作用的影響
        2.1.3 爆炸地震波傳播特征
        2.1.4 斷層對巖體變形和破壞的影響
    2.2 工程概況
        2.2.1 北天山公路隧道簡介
        2.2.2 自然地理概況
        2.2.3 公路沿線主要斷層構造
    2.3 隧道施工爆破方案設計
        2.3.1 隧道施工爆破方案選取
        2.3.2 隧道施工爆破參數(shù)選取
        2.3.3 隧道施工炮孔布置
    2.4 本章小結(jié)
第3章 隧道斷層區(qū)域爆破開挖動力響應分析
    3.1 動力有限元軟件簡介
        3.1.1 Drucker-Prager本構模型
        3.1.2 顯式式積分算法
        3.1.3 隱式積分算法
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 爆破荷載的確定
        3.2.2 斷層模擬方法
        3.2.3 邊界條件及阻尼設置
        3.2.4 數(shù)值計算模型
        3.2.5 模擬方案
    3.3 模擬結(jié)果分析
        3.3.1 斷層對圍巖的動力響應影響分析
        3.3.2 爆破開挖進尺下圍巖動力響應分析
        3.3.3 隧道斷面橫向爆破開挖動力響應規(guī)律分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 跨斷層隧道爆破開挖動力響應的敏感性研究
    4.1 正交試驗理論基礎及方案設計
        4.1.1 正交試驗設計的主要指標
        4.1.2 正交試驗的基本程序
        4.1.3 正交試驗結(jié)果分析的方法
    4.2 斷層隧道動力響應敏感因素研究方案設計
    4.3 數(shù)值模擬條件及監(jiān)測點布置
        4.3.1 數(shù)值計算的物理力學參數(shù)
        4.3.2 監(jiān)測點分布
    4.4 數(shù)值正交試驗的結(jié)果分析
        4.4.1 隧道爆破振動響應監(jiān)測數(shù)據(jù)分析
        4.4.2 隧道圍巖振速峰值結(jié)果分析
        4.4.3 隧道圍巖峰值位移結(jié)果分析
        4.4.4 隧道圍巖最大主應力結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
碩士期間發(fā)表的學術論文及參與的主要科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]隧道穿越片巖斷層破碎帶塌方涌水機理及處治技術[J]. 王章瓊,晏鄂川,王亞軍.  施工技術. 2018(24)
[2]巷道穿過斷層影響破碎帶支護技術研究[J]. 伊麗娟,趙洪,徐青云.  煤炭工程. 2018(04)
[3]影響斷層活化的破碎帶特征參數(shù)敏感性分析[J]. 李鵬飛,劉啟蒙,陳秀艷.  中國安全生產(chǎn)科學技術. 2017(05)
[4]穿越斷層破碎帶鐵路隧道施工與監(jiān)測[J]. 李鳳嶺.  青島理工大學學報. 2017(02)
[5]斷層破碎帶對公路邊坡工程的影響分析[J]. 劉宏力,劉品,吁燃.  公路交通技術. 2017(02)
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博士論文
[1]隧道泥質(zhì)充填斷層破碎帶劈裂注漿擴散機理及工程應用[D]. 俞文生.長沙理工大學 2015
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[3]跨斷層隧道結(jié)構非線性地震損傷反應分析[D]. 王崢崢.西南交通大學 2009

碩士論文
[1]加卸載應力波對深部地下洞室變形和破壞影響規(guī)律的研究[D]. 宋凱文.武漢理工大學 2018
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[3]隧道穿越斷層破碎帶圍巖變形規(guī)律研究[D]. 常喬磊.西南交通大學 2017
[4]FLAC3D斷層模擬中接觸面法與弱化法的研究及應用[D]. 蔡勝海.中國礦業(yè)大學 2016
[5]跨斷層隧道減震結(jié)構地震動力響應研究[D]. 靳宗振.西南交通大學 2014
[6]斷層區(qū)域隧道爆破開挖的動力響應分析及注漿方案優(yōu)化[D]. 李潔.長沙理工大學 2014
[7]淺埋隧道爆破開挖與監(jiān)控技術研究[D]. 劉民.北京工業(yè)大學 2012
[8]隧道穿越斷層破碎帶施工風險分析及圍巖變形規(guī)律研究[D]. 王魯南.山東大學 2012
[9]穿越斷層隧道震害機理以及抗減震技術研究[D]. 張維慶.西南交通大學 2012
[10]抗震縫及相關結(jié)構構造在隧道抗震減震中的研究[D]. 黃博.重慶交通大學 2012



本文編號：3022146