水平岩层隧道稳定性及控制爆破技术研究

发布时间：2020-06-13 01:58

【摘要】：在层状岩体隧道爆破开挖过程中,受到结构面的影响,会造成爆破能量不能充分的利用,因为爆破产生的炮轰能量会沿着软弱结构面流失,如果施工过程处理不当,隧道的拱顶部位会出现大范围平顶、掉块、塌方等现象,由于光面爆破效果差,不仅影响围岩的稳定性,而且会造成超欠挖超标,增加施做初期支护和二次衬砌的工程量,进而提高成本增加工程投资。因此,研究水平节理对隧道稳定性的影响,改进与完善水平层状围岩爆破技术对保证隧道施工安全,提高围岩稳定性及节省工程造价均具有重要的工程意义。本文以太行山高速赵村铺公路隧道为背景进行了以下研究:(1)采用UDEC离散元分析软件,对不同岩层厚度、不同结构面强度组合下的隧道稳定性进行数值模拟,对模拟结果进行分析对比得出,水平岩层拱顶位置易发生垂直于结构面方向(竖直方向)的弯曲折断破坏,并且随着节理间距的减小,结构面强度的降低,弯折破坏程度加大;(2)通过有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA软件对完整岩体和节理岩体分别进行单孔爆破数值模拟,对模拟结果进行对比分析,描述了单孔岩石爆破中爆腔和裂缝的发展过程特点,得出节理影响应力波的传播和裂纹的扩展形态的结论;(3)通过有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA软件对不同节理间距岩体进行双孔爆破数值模拟和分析研究,调整岩石爆破参数,使孔间贯通裂缝质量良好,确定了合理的炮孔间距和装药量,对比不同节理间距对双孔爆破贯穿成缝的影响,说明节理间距越小,对应力波的阻隔作用越明显,对爆破效果越不利。
【图文】：

图 1-1 层状岩体层状岩体是接近均一的各向异性体，横观具有各向同性，，受结构面的影响节理使岩石呈现明显的各向异性，隧道围岩的稳定性成为异常突出的问题。爆法是隧道建设的主要施工技术，正通过不断地提高优化以达到隧道施工中

图 1-2 弯折破坏图为了在确保施工进度和施工质量的同时，保证工作人员率和经济效益，水平节理岩体的稳定性分析，以及对隧是很有必要的，具有一定的意义和实际指导作用。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U451;U455.6

【参考文献】

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本文编号：2710453