浅埋隧道施工爆破荷载对围岩及支护结构的动力响应研究

发布时间：2017-04-25 14:11

  本文关键词：浅埋隧道施工爆破荷载对围岩及支护结构的动力响应研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以重庆市江北区站前路东段回头匝道隧道工程为依托,首先运用萨道夫斯基经验公式对隧道爆破振动现场监测数据进行线性回归分析,然后运用有限元软件MIDAS/GTS进行时程分析,建立相应隧道工程的三维有限元数值模型,研究在不同条件下浅埋隧道施工爆破荷载对隧道的围岩及支护结构的动力响应规律。本文的主要研究内容和研究成果如下:1.根据现场爆破监控数据,分析得到了爆破地震波的传播规律,并利用数学回归的方法得到了该工程的地质条件参数α、K的值,对类似工程的爆破施工有一定的指导意义。2.研究浅埋隧道在不同围岩等级条件下,施工爆破荷载作用时,初期支护结构爆破振动速度与冲击应力响应规律。研究结果表明不同围岩等级条件下时,爆破振动波的衰减规律是相似的。3.研究浅埋隧道在不同初期支护厚度条件下时,初期支护结构爆破振动速度与冲击应力的响应规律。研究结果表明初期支护厚度越大,各监控断面爆破振动峰值速度与应力的消减作用越明显;而在不同厚度初期支护条件下时,爆破振动波的衰减规律又是相似的。4.研究浅埋隧道在不同平曲线半径时,初期支护结构爆破振动速度与冲击应力响应规律。研究结果表明隧道的平曲线半径越小,爆破振动波的衰减速度越快。
【关键词】：浅埋隧道 爆破振动 围岩 平曲线半径
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究背景和问题的提出8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 爆破振动衰减规律研究9-10
• 1.2.2 爆破安全判断研究10-11
• 1.2.3 爆破振动对围岩影响研究11-12
• 1.2.4 爆破振动对初期支护影响研究12-13
• 1.3 存在的问题及不足13-14
• 1.4 研究的内容和方法14-15
• 第二章 岩石爆破理论及爆破荷载的等效加载方法15-31
• 2.1 岩石中炸药的爆炸作用15-18
• 2.1.1 无限岩石中炸药的爆炸作用15
• 2.1.2 临近自由面条件下炸药的爆炸作用15-16
• 2.1.3 隧道爆破破岩机理16-18
• 2.2 岩石爆破理论18-24
• 2.2.1 岩石爆破的弹性理论18-19
• 2.2.2 岩石爆破的断裂理论19-22
• 2.2.3 岩石爆破的损伤理论22-24
• 2.3 材料屈服条件24-27
• 2.3.1 屈服条件与屈服面24-25
• 2.3.2 Tresca屈服条件25-26
• 2.3.3 Mises屈服条件26
• 2.3.4 摩尔-库伦屈服条件26-27
• 2.4 爆破荷载等效加载方法27-30
• 2.4.1 荷载加载方式27-28
• 2.4.2 荷载峰值和加载时间28-30
• 2.5 本章小节30-31
• 第三章 隧道爆破振动现场测试31-40
• 3.1 工程概况31
• 3.2 测试设备与测点布置31-38
• 3.2.1 测试设备的选取31-32
• 3.2.2 测点布置及数据的采集32-35
• 3.2.3 监测数据的分析35-38
• 3.3 依托工程实际应用38-39
• 3.4 本章小节39-40
• 第四章 浅埋大曲率隧道爆破振动响应数值模拟40-68
• 4.1 深埋和浅埋隧道分界值计算方法40-41
• 4.2 MIDAS/GTS软件介绍41-42
• 4.2.1 MIDSA/GTS软件特点41
• 4.2.2 MIDSA/GTS软件的动力分析41-42
• 4.3 模型建立42-47
• 4.3.1 模型尺寸43-45
• 4.3.2 参数选取45-47
• 4.4 不同围岩类别下爆破振动的响应规律47-55
• 4.4.1 爆破振动速度响应规律47-51
• 4.4.2 爆破冲击应力响应规律51-55
• 4.5 不同初期支护厚度下爆破振动的响应规律55-66
• 4.5.1 爆破振动速度响应规律55-61
• 4.5.2 爆破冲击应力响应规律61-66
• 4.6 本章小节66-68
• 第五章 有曲率隧道与无曲率隧道爆破振动响应规律比较68-75
• 5.1 计算模型及参数的选择68-69
• 5.2 在Ⅴ级围岩下爆破振动速度的响应规律比较69-71
• 5.3 在Ⅴ级围岩下爆破冲击应力的响应规律比较71-74
• 5.4 本章小节74-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 主要结论75
• 6.2 有待进一步研究的问题75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-80
• 攻读硕士学位期间的科研成果80

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