锚碇隧道开挖爆破的动力响应特性及控制技术研究

发布时间：2017-06-25 12:07

  本文关键词：锚碇隧道开挖爆破的动力响应特性及控制技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：锚碇隧道作为悬索桥的重要承力构件,开挖爆破时隧道围岩的稳定性关系整个工程成败。尤其是在锚碇隧道的小间距段,由于其断面较大、中隔岩墙厚度较小,隧道围岩很容易受到爆破荷载的影响。因此,有必要对其开挖爆破时的动力响应特性展开研究,并据此提出锚碇隧道掘进爆破的控制措施及振速控制标准。本文以雅康高速大渡河特大悬索桥雅安岸锚碇隧道为工程背景,进行多次现场爆破试验与振动监测,分析锚碇隧道迎爆侧振动特性及爆破地震波在中隔岩墙的衰减规律。试验结果表明：锚碇隧道上台阶掘进爆破时,最大质点振动速度由掏槽孔爆破产生；当光爆孔与掏槽孔装药相同时,掏槽孔爆破引起的振动强度大于光爆孔爆破引起的振动强度；同时,随着锚碇隧道掘进深度加大,中隔岩墙的高厚比不断增大,拱腰、拱肩、拱顶和拱脚的振动强度均有不同程度增大,拱腰和拱肩位置振动速度峰值的增幅明显大于拱顶和拱脚位置振动速度的增幅；此外,锚碇隧道掘进爆破振动速度在中隔岩墙中沿隧轴方向的衰减规律并不符合萨道夫斯基公式。为全面分析锚碇隧道小净距段的动力响应特性,论文以LS-DYNA为平台,选取距洞口不同距离的三个典型断面,从振动速度和最大主应力两个角度展开研究。计算结果表明：后序洞上台阶掘进爆破时,前序洞迎爆侧的振速和最大主应力均大于背爆测；振速和最大主应力在隧轴方向均随爆源距增大而逐渐减小,掌子面前后15m范围内尤为明显,且掌子面后方的振动速度和最大主应力比掌子面前方衰减快；结合数值模拟与现场试验的振动监测结果,提出了锚碇掘进爆破五项的控制措施。根据锚碇隧道的构造特点,分上中下三段给出了锚碇隧道的振动速度控制标准,即锚碇隧道上段的振速阈值为20cm/s,中段的振速度阈值为15cm/s,下段振速阈值为11cm/s。
【关键词】：锚碇隧道 爆破振动 中隔岩墙 动力响应 控制标准
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.6
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 选题背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-19
• 1.2.1 隧道开挖爆破的动力响应特性研究现状13-15
• 1.2.2 隧道开挖爆破对围岩的扰动影响研究现状15-16
• 1.2.3 隧道开挖爆破控制技术研究现状16-17
• 1.2.4 隧道开挖爆破控制标准研究现状17-19
• 1.3 已有研究成果讨论及存在问题分析19-21
• 1.4 主要研究内容及技术路线21-23
• 1.4.1 主要研究内容21
• 1.4.2 技术路线21-23
• 第2章 锚碇隧道开挖爆破及振动测试23-43
• 2.1 锚碇隧道工程概况23-26
• 2.1.1 工程概述23-24
• 2.1.2 工程地质条件24-25
• 2.1.3 气象水文条件25-26
• 2.2 锚碇隧道开挖爆破方案26-29
• 2.2.1 工程难点分析26
• 2.2.2 锚碇隧道爆破开挖总体方案26-27
• 2.2.3 锚碇隧道爆破开挖施工方案27-29
• 2.3 现场振动监测29-33
• 2.3.1 爆破振动测试的目的29-30
• 2.3.2 振动测试系统及原理30
• 2.3.3 爆破振动监测方案30-33
• 2.4 爆破振动监测结果及分析33-41
• 2.4.1 典型波形分析33-36
• 2.4.2 典型断面监测结果分析36-38
• 2.4.3 前序洞迎爆侧监测结果分析38-40
• 2.4.4 振速衰减规律回归分析40-41
• 2.5 本章小结41-43
• 第3章 锚碇隧道开挖爆破的动力响应特性数值模拟43-64
• 3.1 概述43
• 3.2 LS-DYNA基本原理43-46
• 3.2.1 控制方程43-44
• 3.2.2 时间积分44-45
• 3.2.3 人工体积粘性控制45-46
• 3.2.4 应力计算46
• 3.3 锚碇隧道计算模型46-51
• 3.2.1 基本假定46-47
• 3.2.2 模拟工况与计算模型47-49
• 3.2.3 计算参数49-51
• 3.2.4 数值模拟可靠性分析51
• 3.4 数值计算结果及分析51-63
• 3.4.1 前序洞的动力响应特性51-60
• 3.4.2 中隔岩墙的动力响应特性60-63
• 3.5 本章小结63-64
• 第4章 锚碇隧道掘进爆破控制技术及控制标准64-74
• 4.1 隧道掘进爆破的原理64
• 4.2 爆破地震波的影响因素64-66
• 4.3 锚碇隧道掘进爆破控制技术66-69
• 4.3.1 减少掏槽孔的装药量66
• 4.3.2 采用微差起爆技术66-67
• 4.3.3 缩短单循环进尺67-68
• 4.3.4 采用分台阶开挖68
• 4.3.5 前后掌子面纵向错开间距15m68-69
• 4.4 锚碇隧道掘进爆破振动控制标准69-73
• 4.4.1 锚碇隧道掘进爆破振速阈值的拟定69-70
• 4.4.2 拟定振速阈值的可靠性分析70-73
• 4.5 本章小结73-74
• 结论与展望74-76
• 结论74
• 展望74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研实践81

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李家平,张子新,黄宏伟,李永盛;宁波庆丰大桥锚碇室内相似模型试验研究[J];同济大学学报(自然科学版);2005年08期

2 王宗仁,王崇旭,庄值政,谢明;四渡河桥隧道式锚碇开挖支护工艺[J];施工技术;2005年S1期

3 刘子振;王长征;言志信;;桩台式锚碇设计优化及应用[J];森林工程;2006年03期

4 张少军;;阳逻长江公路大桥南锚碇基础工程建设关键技术[J];世界桥梁;2006年02期

5 廖新;;大体积锚碇开挖施工探讨[J];科技咨询导报;2007年28期

6 白雪o，

本文编号：482035