本文關(guān)鍵詞：新建隧道爆破施工引起既有隧道動(dòng)力響應(yīng)及控制技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),我國(guó)西部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度明顯加快。西部地區(qū)的地形地貌限制給公路、鐵路的選線帶來(lái)困難,不可避免會(huì)出現(xiàn)大量新建隧道與既有交通線復(fù)雜交叉的情況。在中國(guó),95%的山嶺隧道采用鉆爆法施工。爆破施工,尤其當(dāng)爆破裝藥量大、圍巖條件差以及既有建筑物比較重要時(shí),引起的爆破震動(dòng)效應(yīng)問(wèn)題不可忽視,對(duì)爆破振動(dòng)的控制要求更為嚴(yán)格。因此,研究新建隧道爆破施工引起既有交通線的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律及其控制措施,具有十分重要的意義。本文以新嘎拉山公路隧道近接既有嘎拉山隧道為背景,通過(guò)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等方法,較為系統(tǒng)深入地研究了新建隧道爆破施工對(duì)依托工程的影響及其控制措施。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：1)總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究隧道爆破動(dòng)力響應(yīng)所取得的理論研究成果以及積累的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)國(guó)內(nèi)外爆破安全的控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比,就振動(dòng)速度作為爆破振動(dòng)安全判據(jù)的合理性進(jìn)行了探討。2)詳細(xì)介紹了LS-DYNA處理高速碰撞、爆炸等復(fù)雜動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的優(yōu)勢(shì),并描述了流固耦合算法進(jìn)行隧道爆破模擬的分析過(guò)程,建立了與實(shí)際工程相應(yīng)的三維有限元模型,對(duì)不同圍巖地段爆破方案進(jìn)行了數(shù)值模擬。得到了不同爆破方案下既有隧道二次襯砌上的振速峰值,并與現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。為確保施工安全,調(diào)整爆破方案提供一定的依據(jù)。3)通過(guò)數(shù)值模擬得到了爆破荷載作用下既有隧道二次襯砌和新建隧道初期支護(hù)上的振速分布規(guī)律,最大振速時(shí)程曲線以及位移變化云圖；進(jìn)一步模擬了不同裝藥量和凈距等條件下引起既有隧道二次襯砌上的最大振速。4)模擬了新建隧道采用不同毫秒間隔延時(shí)爆破引起既有隧道二次襯砌的動(dòng)力響應(yīng)。得到了不同微差間隔時(shí)間下二次襯砌上的最大振速時(shí)程曲線,結(jié)果證明當(dāng)藥包起爆間隔大于某一定值后,能夠在時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)不同藥包爆破引起的振速峰值,從而起到良好的減震效果。
【關(guān)鍵詞】：既有隧道 動(dòng)力響應(yīng) 微差爆破 振速峰值 LS-DYNA
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.6
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 課題的研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線14-16
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.2 研究路線15-16
• 1.4 依托工程概況16-19
• 1.4.1 工程地質(zhì)條件17
• 1.4.2 水文地質(zhì)及氣象17-18
• 1.4.3 不良地質(zhì)及特殊凍土18-19
• 第2章 新建隧道爆破施工對(duì)既有隧道的影響19-28
• 2.1 爆破地震波的產(chǎn)生及傳播特性19-23
• 2.1.1 爆破地震波的產(chǎn)生及波動(dòng)方程19-21
• 2.1.2 爆破地震波傳播特性21-23
• 2.2 新建隧道爆破施工引起既有隧道的振動(dòng)效應(yīng)23-26
• 2.2.1 隧道爆破振動(dòng)波形特征分析23-24
• 2.2.2 爆破地震波對(duì)既有隧道的影響24
• 2.2.3 隧道爆破振動(dòng)安全判據(jù)探討24-26
• 2.2.4 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的研究方法26
• 2.3 小結(jié)26-28
• 第3章 新建隧道爆破施工數(shù)值模擬及振動(dòng)監(jiān)測(cè)28-47
• 3.1 隧道爆破動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬28-36
• 3.1.1 ANSYS/LS-DYNA在爆破振動(dòng)分析中的應(yīng)用28-29
• 3.1.2 模型建立及材料參數(shù)選取29-33
• 3.1.3 無(wú)反射邊界33
• 3.1.4 爆炸算法33-34
• 3.1.5 人工體積粘性及沙漏控制34-35
• 3.1.6 隧道爆破模擬一般性過(guò)程35-36
• 3.2 現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)測(cè)試方案36-38
• 3.2.1 爆破振動(dòng)測(cè)試目的36
• 3.2.2 測(cè)試儀器36-37
• 3.2.3 測(cè)點(diǎn)布置37-38
• 3.3 現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)測(cè)試與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比38-46
• 3.3.1 新嘎拉山隧道爆破方案38-40
• 3.3.2 新嘎拉山隧道爆破方案數(shù)值模擬40-44
• 3.3.3 現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)測(cè)試結(jié)果44-46
• 3.4 小結(jié)46-47
• 第4章 爆破荷載作用下支護(hù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律研究47-66
• 4.1 引言47
• 4.2 既有隧道二次襯砌動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律47-59
• 4.2.1 既有隧道二襯振速云圖47-54
• 4.2.2 既有隧道二襯位移云圖54-57
• 4.2.3 不同凈距和裝藥量時(shí)既有隧道最大振速曲線57-59
• 4.3 爆破作用下新建隧道初期支護(hù)的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律59-64
• 4.3.1 噴射混凝土的安全允許振速59-60
• 4.3.2 新建隧道初期支護(hù)上的綜合振速及綜合位移云圖60-62
• 4.3.3 新建隧道初期支護(hù)振速時(shí)程曲線62-64
• 4.4 小結(jié)64-66
• 第5章 基于最佳減震效果的微差間隔研究66-77
• 5.1 引言66
• 5.2 微差爆破控制技術(shù)66-68
• 5.2.1 微差爆破減震作用機(jī)理66
• 5.2.2 微差間隔時(shí)間確定方法66-68
• 5.3 不同微差間隔時(shí)間對(duì)既有隧道動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律的影響68-76
• 5.3.1 不同微差間隔時(shí)間下既有隧道最大振速時(shí)程曲線68-71
• 5.3.2 不同微差間隔時(shí)間下既有隧道最大綜合振速時(shí)程曲線71-73
• 5.3.3 合理微差間隔時(shí)間的探討73-76
• 5.4 小結(jié)76-77
• 結(jié)論與展望77-79
• 結(jié)論77-78
• 展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83

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