隧道爆破方案优化设计控制超欠挖的研究

发布时间：2024-05-21 21:27

　　近年来,随着国民经济的飞速发展,各种工程建设的规模也日益扩大。铁路、公路,特别是高速公路和许多城市地铁的建设,都有许多隧道和地下工程。在进行隧道工程施工的时候,为了不对隧道围岩,特别是地表建筑造成破坏,或是过大的扰动,就需要采用振动强度较小的爆破技术。隧道的爆破损伤范围如果过大会影响围岩的稳定性。爆破对隧道围岩稳定性的影响主要分为三个区域:一是在爆破近区(破碎区);二是爆破中区(破裂区);三是爆破远区(震动区)。通过控制三个区域的围岩叠加损伤范围,达到控制隧道爆破超欠挖的目的。本文以猴子岩隧道工程为依托,采用理论分析和ANSYS/LS-DYNA有限元程序,研究爆破参数对隧道围岩的损伤,主要内容及结果如下:①在保证炸药和周边眼抵抗距不变的情况下,通过炮眼直径和炮眼间距的改变来对软岩进行数值模拟分析,确定爆破参数炮孔间距和炮眼直径的合理取值。②基于爆破参数的合理取值,估算光面爆破引起围岩的损伤范围。③根据监控量测结果,得到爆破近区质点的峰值振动速度衰减公式,在不考虑群孔影响系数的条件下,根据振动速度安全上限,确定光面爆破引起的损伤范围。④通过猴子岩隧道的数值模拟和监控结果的损伤范围进行对比...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 选题的目的与意义
        1.2.1 选题的目的
        1.2.2 选题的意义
    1.3 光面与预裂爆破施工研究现状
        1.3.1 国外光面与预裂爆破研究
        1.3.2 国内光面与预裂爆破研究
        1.3.3 隧道爆破施工特点
        1.3.4 隧道爆破数值模拟计算研究现状
    1.4 本文主要研究内容和方法
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 研究方法
第二章 岩石的爆破机理
    2.1 岩石的爆破破岩机理
        2.1.1 岩石爆破破岩机理
        2.1.2 岩石爆破的三种理论
        2.1.3 岩石的可爆性
        2.1.4 爆破作用三个阶段和岩石破坏的五种模式
    2.2 爆轰理论
        2.2.1 爆轰波结构及其基本方程
        2.2.2 爆轰波参数
        2.2.3 爆轰速度的影响因素
    2.3 本章小结
第三章 岩石爆破损伤判断依据
    3.1 爆破远区的安全判断方法
    3.2 爆破近区的围岩损伤判定方法
    3.3 其他判定方法
    3.4 猴子岩隧道光面爆破损伤范围估计
    3.5 本章小结
第四章 隧道掘进爆破技术与爆破参数
    4.1 掏槽方法和炮眼布置
        4.1.1 直眼掏槽
        4.1.2 斜眼掏槽
        4.1.3 混合掏槽
        4.1.4 炮眼布置
    4.2 爆破参数的确定
        4.2.1 炮眼直径
        4.2.2 炮眼深度
        4.2.3 装药结构
        4.2.4 装药量
        4.2.5 炮眼堵塞
        4.2.6 最小抵抗线
        4.2.7 不耦合系数
        4.2.8 孔距
    4.3 光面爆破设计的优点
    4.4 本章小结
第五章 隧道爆破模拟数值分析
    5.1 ANSYS/LS-DYNA软件
        5.1.1 显示动力分析求解
        5.1.2 关键字K文件
        5.1.3ALE和EULER方法简介
        5.1.4 状态方程
        5.1.5 无反射边界条件
    5.2 材料模型及状态方程
        5.2.1 炸药材料模型及状态方程
        5.2.2 空气材料模型及其状态方程
        5.2.3 岩石材料模型
    5.3 爆破参数的合理选择
        5.3.1 炮眼直径的选取
        5.3.2 炮眼间距的选取
    5.4 猴子岩隧道工程
        5.4.1 猴子岩隧道工程概况
        5.4.2 地质构造
        5.4.3 隧道围岩及其开挖方式
        5.4.4 围岩炸药炮孔布置情况
        5.4.5 猴子岩隧道数值模拟及结果分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文主要结论
    6.2 不足与展望
致谢
参考文献
在学校期间发表的论著及取得的科研成果



本文编号：3979945