爆破施工过程中邻近管道动力响应及减振措施的研究
发布时间：2021-08-20 22:01
钻爆法以其地质条件适应性强、开挖成本低等优势,在城市岩质地铁隧道的施工中得到广泛应用。然而在城市地铁隧道的施工区域内往往有较多的复杂埋地管线,这就要求在爆破施工中及时监测管道的动力响应,减小爆破振动对管道正常使用的影响。但由于管道有一定的埋深等原因,通常由测得的管道上方地表测点振速间接反映管道振速,而两者通常存在一定差异。本文研究了爆破地震波的反射、透射规律,采用数值模拟的方法分析了爆破过程中邻近埋地燃气管道及其上方地表测点的动力响应,提出了爆破地震波在地表自由面处的振速预测公式,并提出了相应的爆破减振措施。主要工作有:（1）以爆破地震波产生传播理论为基础,分析了爆破地震波垂直入射、倾斜入射时,入射波与透射波存在的质点振动速度、振幅关系。（2）基于ABAQUS平台建立了爆破作用下埋地管道动力分析模型,该模型综合考虑了爆破荷载施加方法、粘弹性人工边界设置、JWL状态方程及炸药参数的选取、材料动力学参数的选取。并以单孔爆破模型为例,讨论了模型参数及其设置的合理性。（3）通过改变土层和路基混凝土层的不同参数（弹性模量、泊松比）、管道埋深和管道水平位置,采用数值仿真研究了爆破荷载作用下管道及其...
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
球形装药爆炸示意图
其随携带的能量逐渐减小，进一步衰减为没有陡峭波阵面的应力波，使围岩体产生应力和变形。当应力、应变超过围岩体的极限压应力、应变时，可使围岩体产生破裂或塑性变形，这个区域被称为破坏区。其后在距爆心 150~400 倍药包半径范围，能量继续损耗，波开始出现弹性效应，可使围岩体产生振动和弹性变形，即应力波在振动区转换为爆破地震波形式继续传播。图 2-2 为爆破地震波的演变过程，其中 R0为药包半径。冲击波
质表面上至少覆盖一层低速地表层时，勒夫波才可以产生。故勒夫波是沿着层状介质层面传播，其传播速度将介于上下层介质的横波速度。传播时，质点的运动与横波相似，在垂直于波传播方向的水平横向作剪切振动。2.2 爆破地震波在岩土介质中的传播及衰减规律2.2.1 爆破地震波在岩土介质中的传播从波动的角度来看，爆源的爆炸在介质中产生扰动即爆炸波，并向外传播，扰动在介质中传递的速度即为波的传播速度。其传播过程为波的能量衰减过程，即波的能量会随着传播距离的增加而衰减。从振动的角度来看，在扰动以波动形式到达的空间介质区域，爆破地震波使介质中的质点相对于平衡位置做弹性往复运动，这一运动速度即为质点的振动速度。其过程为质点的能量衰减过程，即在距爆源较远的区域，质点的振动幅值逐渐减小。在实际的现场爆破振动监测中获得的一般是地表质点的振动参数。如图 2-3。测点 1测点 2 测点 3
【参考文献】：
期刊论文
[1]减震孔在小间距隧道爆破开挖中的降振效应[J]. 孙振,谢事臻,张宪堂,周红敏,王洪立,王晨. 山东科技大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]爆破荷载作用下埋地钢管的动态响应实验研究[J]. 钟冬望,黄雄,司剑峰,陈晨,卢哲,涂圣武. 爆破. 2018(02)
[3]爆破地震波作用下燃气管道的安全距离研究[J]. 郝郁清,程康,赵其达拉图,吴杰,赵亮. 爆破. 2018(02)
[4]隧道爆破开挖引起临近建筑物振动效应研究[J]. 纪伟杰,李进国,郑清达. 青岛理工大学学报. 2018(01)
[5]微差时间及柱状装药特征对爆破振动效应影响研究[J]. 陈士海,胡帅伟,初少凤. 岩石力学与工程学报. 2017(S2)
[6]基于ALE算法的隧道开挖爆破振动特性数值分析[J]. 王峥峥,张杨生. 大连理工大学学报. 2017(03)
[7]爆炸作用下减震沟对埋地管道振动效应分析[J]. 吴枫,刘军,贾永胜. 能源与环保. 2017(05)
[8]城市暗挖隧道爆破地震波传播规律研究[J]. 王超,周传波,路世伟,陈思远,吴超. 科学技术与工程. 2017(06)
[9]隧道掘进爆破振动波形特性分析[J]. 王林台,张发财,高文学,许力强,邓骋. 地下空间与工程学报. 2016(S2)
[10]大型地下洞室开挖爆破破坏影响范围[J]. 陈俊桦,张家生,李新平. 中南大学学报(自然科学版). 2016(11)
博士论文
[1]地下储气库洞室开挖爆破围岩动力响应特性研究[D]. 袁青.中国地质大学 2017
[2]爆破地震波的产生及衰减机制[D]. 金旭浩.武汉大学 2013
[3]滨海地区钻爆法施工对邻近腐蚀管线的影响及风险评估分析[D]. 王凯.大连理工大学 2013
[4]基于能量原理的中深孔台阶爆破振动效应研究[D]. 赵明生.武汉理工大学 2012
[5]城市岩体开挖爆破振动效应及安全控制研究[D]. 赵新涛.重庆大学 2010
[6]地应力瞬态卸荷对围岩损伤特征的影响[D]. 祝启虎.武汉大学 2010
[7]地形地貌对爆破振动波影响的实验和理论研究[D]. 唐海.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2007
[8]爆炸荷载作用下岩体损伤特征及安全阈值研究[D]. 夏祥.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2006
[9]隧道锚设计体系中的关键问题研究与实践[D]. 朱玉.华中科技大学 2005
[10]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]爆破荷载作用下埋地钢管的动力响应研究[D]. 黄雄.武汉科技大学 2018
[2]钻爆法施工下穿既有隧道的影响研究[D]. 孙箭林.中南大学 2014
[3]地铁隧道掘进爆破振动测试及多段微差爆破的数值模拟研究[D]. 屈威.大连理工大学 2012
[4]爆破振动衰减规律及速度激励反应谱特性的研究[D]. 高健.辽宁工程技术大学 2012
[5]城市隧道掘进爆破数值模拟及震动效应控制研究[D]. 李付胜.重庆大学 2008
[6]爆破地震波叠加规律实验研究[D]. 李瑞涛.东北大学 2008
[7]爆破震动对邻近隧洞的动力响应分析[D]. 乔宪队.中南大学 2007
[8]爆破震动机理及爆破震动效应控制的研究[D]. 赵新涛.广西大学 2006
本文编号：3354310
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
球形装药爆炸示意图
其随携带的能量逐渐减小，进一步衰减为没有陡峭波阵面的应力波，使围岩体产生应力和变形。当应力、应变超过围岩体的极限压应力、应变时，可使围岩体产生破裂或塑性变形，这个区域被称为破坏区。其后在距爆心 150~400 倍药包半径范围，能量继续损耗，波开始出现弹性效应，可使围岩体产生振动和弹性变形，即应力波在振动区转换为爆破地震波形式继续传播。图 2-2 为爆破地震波的演变过程，其中 R0为药包半径。冲击波
质表面上至少覆盖一层低速地表层时，勒夫波才可以产生。故勒夫波是沿着层状介质层面传播，其传播速度将介于上下层介质的横波速度。传播时，质点的运动与横波相似，在垂直于波传播方向的水平横向作剪切振动。2.2 爆破地震波在岩土介质中的传播及衰减规律2.2.1 爆破地震波在岩土介质中的传播从波动的角度来看，爆源的爆炸在介质中产生扰动即爆炸波，并向外传播，扰动在介质中传递的速度即为波的传播速度。其传播过程为波的能量衰减过程，即波的能量会随着传播距离的增加而衰减。从振动的角度来看，在扰动以波动形式到达的空间介质区域，爆破地震波使介质中的质点相对于平衡位置做弹性往复运动，这一运动速度即为质点的振动速度。其过程为质点的能量衰减过程，即在距爆源较远的区域，质点的振动幅值逐渐减小。在实际的现场爆破振动监测中获得的一般是地表质点的振动参数。如图 2-3。测点 1测点 2 测点 3
【参考文献】：
期刊论文
[1]减震孔在小间距隧道爆破开挖中的降振效应[J]. 孙振,谢事臻,张宪堂,周红敏,王洪立,王晨. 山东科技大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]爆破荷载作用下埋地钢管的动态响应实验研究[J]. 钟冬望,黄雄,司剑峰,陈晨,卢哲,涂圣武. 爆破. 2018(02)
[3]爆破地震波作用下燃气管道的安全距离研究[J]. 郝郁清,程康,赵其达拉图,吴杰,赵亮. 爆破. 2018(02)
[4]隧道爆破开挖引起临近建筑物振动效应研究[J]. 纪伟杰,李进国,郑清达. 青岛理工大学学报. 2018(01)
[5]微差时间及柱状装药特征对爆破振动效应影响研究[J]. 陈士海,胡帅伟,初少凤. 岩石力学与工程学报. 2017(S2)
[6]基于ALE算法的隧道开挖爆破振动特性数值分析[J]. 王峥峥,张杨生. 大连理工大学学报. 2017(03)
[7]爆炸作用下减震沟对埋地管道振动效应分析[J]. 吴枫,刘军,贾永胜. 能源与环保. 2017(05)
[8]城市暗挖隧道爆破地震波传播规律研究[J]. 王超,周传波,路世伟,陈思远,吴超. 科学技术与工程. 2017(06)
[9]隧道掘进爆破振动波形特性分析[J]. 王林台,张发财,高文学,许力强,邓骋. 地下空间与工程学报. 2016(S2)
[10]大型地下洞室开挖爆破破坏影响范围[J]. 陈俊桦,张家生,李新平. 中南大学学报(自然科学版). 2016(11)
博士论文
[1]地下储气库洞室开挖爆破围岩动力响应特性研究[D]. 袁青.中国地质大学 2017
[2]爆破地震波的产生及衰减机制[D]. 金旭浩.武汉大学 2013
[3]滨海地区钻爆法施工对邻近腐蚀管线的影响及风险评估分析[D]. 王凯.大连理工大学 2013
[4]基于能量原理的中深孔台阶爆破振动效应研究[D]. 赵明生.武汉理工大学 2012
[5]城市岩体开挖爆破振动效应及安全控制研究[D]. 赵新涛.重庆大学 2010
[6]地应力瞬态卸荷对围岩损伤特征的影响[D]. 祝启虎.武汉大学 2010
[7]地形地貌对爆破振动波影响的实验和理论研究[D]. 唐海.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2007
[8]爆炸荷载作用下岩体损伤特征及安全阈值研究[D]. 夏祥.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2006
[9]隧道锚设计体系中的关键问题研究与实践[D]. 朱玉.华中科技大学 2005
[10]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]爆破荷载作用下埋地钢管的动力响应研究[D]. 黄雄.武汉科技大学 2018
[2]钻爆法施工下穿既有隧道的影响研究[D]. 孙箭林.中南大学 2014
[3]地铁隧道掘进爆破振动测试及多段微差爆破的数值模拟研究[D]. 屈威.大连理工大学 2012
[4]爆破振动衰减规律及速度激励反应谱特性的研究[D]. 高健.辽宁工程技术大学 2012
[5]城市隧道掘进爆破数值模拟及震动效应控制研究[D]. 李付胜.重庆大学 2008
[6]爆破地震波叠加规律实验研究[D]. 李瑞涛.东北大学 2008
[7]爆破震动对邻近隧洞的动力响应分析[D]. 乔宪队.中南大学 2007
[8]爆破震动机理及爆破震动效应控制的研究[D]. 赵新涛.广西大学 2006
本文编号：3354310
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