循环爆破荷载下隧道围岩及锚喷支护结构的稳定性研究
发布时间：2020-12-09 03:39
在隧道爆破开挖过程中,爆炸产生的冲击荷载会造成围岩的损伤,影响初期支护结构的稳定。在循环爆破荷载作用下,围岩的损伤会不断加剧,致使围岩中裂隙不断地扩展、延伸乃至失稳。同时随着围岩稳定性逐渐变差,初期支护结构承载的围岩应力也不断增加,从而影响支护结构的稳定性。本文依托国家自然科学基金项目“循环爆破荷载作用下隧洞围岩损伤演化机理研究”。基于理论分析,利用有限元软件MIDAS GTS NX建立循环爆破荷载作用下围岩及初期支护结构的受力模型,进行不同工况下的数值模拟研究。主要的研究内容及成果如以下:（1）基于爆破振动波对围岩及初期支护结构影响的理论分析,从围岩质点位移角度分析爆破振动对围岩和初期支护结构的影响,并在一次爆破的基础上建立了围岩在有无初期支护结构两种情况下受循环爆破荷载作用后质点位移累积公式,以及混凝土喷层的位移累积公式。（2）分别模拟分析了Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩在2米开挖进尺工况下经过5次循环爆破后1-1剖面处各测点的最大位移和最大振速累积值。从测点最大位移分析:在第一次爆破的基础上经过后续4次循环爆破,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩1-1剖面各测点最大位移累积值增幅分别为4mm左右、9.5mm左右...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
爆破振动波在岩石中的传播演变[54]
山东建筑大学硕士学位论文为△V；第三阶段，由于爆破引发介质发生化学变化产生的能量对冲波的传播速度得以提高变为 2△V，其状态参数变为 P0+2△P，ρ0+2△得出第 n 道压缩波的状态参数为 P0+（n-1）△P，ρ0+（n-1）△ρ，以看出压缩波的状态参数逐渐增加，当最后一道的压缩波与之前的压缩波实现了叠加，使得气体的状态参数产生急剧的变化，此时产产生过程可简化为图 2.2 所示。
图 2.2 爆破冲击波的形成图破应力波的生成在其传播过程中因受到压缩波的影响，内部能量增加，动能随之降在较短的时间内衰减为应力波，其影响范围不大，大部分只作用于爆减而成的应力波可近似的认其为弹性波，作用于爆源中区，根据波力波分为体波及面波。于波源，是一种可在介质中传播的波。体波可分为 P 波（纵波）和标准是体波的传播方向与质点的运动方向是否相同。P 波的传播方相同，S 波的传播方向与质点运动的方向相垂直，根据 S 波在两种上的传播方式不同，横波又可分为 SH 波和 SV 波，如图 2.3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]含自由面岩体预裂爆破控制技术[J]. 李卫平. 煤矿安全. 2015(04)
[2]高地应力条件下爆破开挖诱发围岩损伤的特性研究[J]. 杨栋,李海波,夏祥,罗超文. 岩土力学. 2014(04)
[3]基于岩体爆破累积损伤效应的Hoek-Brown准则修正公式[J]. 闫长斌,李国权,陈东亮,刘振红,刘建磊. 岩土力学. 2011(10)
[4]中国铁路、隧道与地下空间发展概况[J]. 王梦恕. 隧道建设. 2010(04)
[5]深井开采爆破对巷道影响的数值模拟分析[J]. 史秀志,曾志林,田建军,董凯程. 工程爆破. 2010(02)
[6]一维动静组合加载下岩石冲击破坏试验研究[J]. 李夕兵,宫凤强,高科,尹土兵. 岩石力学与工程学报. 2010(02)
[7]围压对砂岩动态冲击力学性能的影响[J]. 吕晓聪,许金余,葛洪海,赵德辉,白二雷. 岩石力学与工程学报. 2010(01)
[8]循环加、卸载下盐岩变形特性试验研究[J]. 杨春和,马洪岭,刘建锋. 岩土力学. 2009(12)
[9]爆破振动对砂浆锚杆的影响研究[J]. 易长平,卢文波. 岩土力学. 2006(08)
[10]岩石爆破的相对损伤与损伤累积计算[J]. 马建军. 岩土力学. 2006(06)
博士论文
[1]循环荷载作用下岩石疲劳特性的理论与实验研究[D]. 肖建清.中南大学 2009
[2]爆破地震累积效应理论和应用初步研究[D]. 阳生权.中南大学 2002
硕士论文
[1]循环爆破荷载下围岩损伤的试验研究与理论分析[D]. 刘亮亮.山东建筑大学 2017
[2]多次爆破振动下岩体开挖累积损伤的研究[D]. 陈亚楠.安徽理工大学 2016
[3]隧道爆破冲击波传播机制及危害控制研究[D]. 曾昌.西南交通大学 2016
[4]爆破振动对岩巷混凝土喷层影响数值模拟研究[D]. 郝海明.安徽理工大学 2013
[5]非均匀应力场下巷道围岩变形规律及支护研究[D]. 潘阳.安徽理工大学 2012
[6]爆破对隧道围岩及初期支护结构稳定性的影响研究[D]. 彭高殿.广西大学 2012
[7]煤体中爆炸应力波及爆破作用的试验研究[D]. 王卫超.河南理工大学 2010
本文编号：2906197
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
爆破振动波在岩石中的传播演变[54]
山东建筑大学硕士学位论文为△V；第三阶段，由于爆破引发介质发生化学变化产生的能量对冲波的传播速度得以提高变为 2△V，其状态参数变为 P0+2△P，ρ0+2△得出第 n 道压缩波的状态参数为 P0+（n-1）△P，ρ0+（n-1）△ρ，以看出压缩波的状态参数逐渐增加，当最后一道的压缩波与之前的压缩波实现了叠加，使得气体的状态参数产生急剧的变化，此时产产生过程可简化为图 2.2 所示。
图 2.2 爆破冲击波的形成图破应力波的生成在其传播过程中因受到压缩波的影响，内部能量增加，动能随之降在较短的时间内衰减为应力波，其影响范围不大，大部分只作用于爆减而成的应力波可近似的认其为弹性波，作用于爆源中区，根据波力波分为体波及面波。于波源，是一种可在介质中传播的波。体波可分为 P 波（纵波）和标准是体波的传播方向与质点的运动方向是否相同。P 波的传播方相同，S 波的传播方向与质点运动的方向相垂直，根据 S 波在两种上的传播方式不同，横波又可分为 SH 波和 SV 波，如图 2.3 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]含自由面岩体预裂爆破控制技术[J]. 李卫平. 煤矿安全. 2015(04)
[2]高地应力条件下爆破开挖诱发围岩损伤的特性研究[J]. 杨栋,李海波,夏祥,罗超文. 岩土力学. 2014(04)
[3]基于岩体爆破累积损伤效应的Hoek-Brown准则修正公式[J]. 闫长斌,李国权,陈东亮,刘振红,刘建磊. 岩土力学. 2011(10)
[4]中国铁路、隧道与地下空间发展概况[J]. 王梦恕. 隧道建设. 2010(04)
[5]深井开采爆破对巷道影响的数值模拟分析[J]. 史秀志,曾志林,田建军,董凯程. 工程爆破. 2010(02)
[6]一维动静组合加载下岩石冲击破坏试验研究[J]. 李夕兵,宫凤强,高科,尹土兵. 岩石力学与工程学报. 2010(02)
[7]围压对砂岩动态冲击力学性能的影响[J]. 吕晓聪,许金余,葛洪海,赵德辉,白二雷. 岩石力学与工程学报. 2010(01)
[8]循环加、卸载下盐岩变形特性试验研究[J]. 杨春和,马洪岭,刘建锋. 岩土力学. 2009(12)
[9]爆破振动对砂浆锚杆的影响研究[J]. 易长平,卢文波. 岩土力学. 2006(08)
[10]岩石爆破的相对损伤与损伤累积计算[J]. 马建军. 岩土力学. 2006(06)
博士论文
[1]循环荷载作用下岩石疲劳特性的理论与实验研究[D]. 肖建清.中南大学 2009
[2]爆破地震累积效应理论和应用初步研究[D]. 阳生权.中南大学 2002
硕士论文
[1]循环爆破荷载下围岩损伤的试验研究与理论分析[D]. 刘亮亮.山东建筑大学 2017
[2]多次爆破振动下岩体开挖累积损伤的研究[D]. 陈亚楠.安徽理工大学 2016
[3]隧道爆破冲击波传播机制及危害控制研究[D]. 曾昌.西南交通大学 2016
[4]爆破振动对岩巷混凝土喷层影响数值模拟研究[D]. 郝海明.安徽理工大学 2013
[5]非均匀应力场下巷道围岩变形规律及支护研究[D]. 潘阳.安徽理工大学 2012
[6]爆破对隧道围岩及初期支护结构稳定性的影响研究[D]. 彭高殿.广西大学 2012
[7]煤体中爆炸应力波及爆破作用的试验研究[D]. 王卫超.河南理工大学 2010
本文编号：2906197
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