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施工爆破对既有病害隧道的振动响应规律及安全控制技术研究

发布时间:2018-07-27 16:11
【摘要】:近年来,随着我国公路交通的不断发展,尤其是汽车保有量的快速增长,由此带来的交通拥堵现象日益突出,因此隧道改扩建工程随之增多,近接隧道工程逐渐出现。鉴于新建隧道施工爆破对既有运营隧道尤其是在既有运营隧道出现病害的情况下影响较大,因此,开展在爆破施工作用下既有病害隧道的振动响应规律研究非常必要。本文以新建新岭隧道工程为依托,以数值模拟为主要研究手段,并结合现场监控资料,系统研究了在施工爆破振动对邻近既有病害隧道的影响,主要成果如下:(1)根据依托工程中对既有病害隧道的检测资料,分析了既有隧道病害情况的分布特征及空间展布规律,重点对典型病害特征(裂缝、空洞等)进行了深入探讨,为后续数值模拟及监控提供依据;(2)以对既有隧道病害情况统计分析为依据,建立数值仿真模型,对既有运营隧道可能存在的病害等(如衬砌裂缝、空洞)情况下的爆破振动效应进行了系统研究。重点研究在爆破振动条件下既有隧道不同病害位置及范围所带来的危害加剧程度,分析爆破振动条件下病害所带来的衬砌应力场、速度场的放大或衰变特点及规律;(3)根据资料调研和数值分析的结果,选取合理的参数指标(振速、应力)作为邻近既有病害隧道施工爆破时的监控控制指标,并以此控制指标为基础,分析各种病害隧道条件下病害隧道振动响应规律演变特征,提出病害隧道安全控制的基本量值,建立基于裂缝及空洞病害时的控制标准管理体系;(4)以不同病害情况下控制基准为依据,采用数值模拟方法,对既有运营隧道在病害条件下的最大段药量及微差等控制措施提出了合理化建议。
[Abstract]:In recent years, with the continuous development of highway traffic in China, especially the rapid growth of vehicle ownership, traffic congestion has become increasingly prominent. In view of the great influence of new tunnel construction blasting on the existing operating tunnel, especially in the case of existing tunnel diseases, it is necessary to study the vibration response law of the existing tunnel under blasting construction. In this paper, based on the new Xinling tunnel project, numerical simulation is used as the main research means, and the influence of blasting vibration on the adjacent existing diseased tunnel is systematically studied in combination with the monitoring data on the spot. The main results are as follows: (1) based on the detection data of existing tunnel diseases, the distribution characteristics and spatial distribution of existing tunnel diseases are analyzed, and the characteristics of typical diseases (cracks, caverns, etc.) are discussed deeply. (2) based on the statistical analysis of the existing tunnel diseases, a numerical simulation model is established to deal with the possible defects of the existing tunnel (such as lining cracks). The blasting vibration effect under the condition of cavity) is studied systematically. Emphasis is placed on the study of the severity of damage caused by different location and scope of existing tunnel diseases under blasting vibration condition, and the characteristics and laws of lining stress field, velocity field amplification or decay brought by the disease under blasting vibration condition are analyzed. (3) according to the results of data investigation and numerical analysis, the reasonable parameter index (vibration velocity, stress) is selected as the monitoring and controlling index in the blasting construction of adjacent existing disease tunnel, and the control index is based on it. This paper analyzes the evolution characteristics of the vibration response law of the diseased tunnel under the condition of various disease tunnels, puts forward the basic value of the safety control of the disease tunnel, and establishes the control standard management system based on the cracks and cavities. (4) based on the control datum of different diseases, the rational suggestions are put forward for the control measures such as maximum dosage and slight difference of the existing operating tunnel under the condition of disease by using numerical simulation method.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U455.6

【参考文献】

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本文编号:2148376

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