發(fā)布時(shí)間：2017-11-27 10:27

  本文關(guān)鍵詞：隧洞爆破開(kāi)挖圍巖損傷閾值研究

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【摘要】：爆破是鐵路、水利、公路隧道及礦井巷道開(kāi)挖的主要方法。在爆破開(kāi)挖過(guò)程中,除部分爆破荷載破巖外,還有部分荷載會(huì)對(duì)隧洞或巷道圍巖造成一定范圍的損傷。本文以臺(tái)山核電站取水隧洞爆破掘進(jìn)工程為實(shí)例,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)試驗(yàn)及監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)聲波試驗(yàn),結(jié)合大型動(dòng)力有限元軟件ANSYS/LS-DYNA,對(duì)爆破開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行模擬。提出以爆破震動(dòng)速度表征的臺(tái)山核電站取水隧洞爆破掘進(jìn)圍巖損傷安全閾值。通過(guò)對(duì)隧洞爆破開(kāi)挖圍巖損傷相關(guān)理論進(jìn)行分析,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)得出:隧洞爆破開(kāi)挖時(shí),掘進(jìn)面后方圍巖損傷主要是爆破對(duì)圍巖產(chǎn)生的初始損傷。但在連續(xù)的爆破作用下,后方一定范圍內(nèi)的隧洞圍巖會(huì)受到爆破地震波的累積損傷。文章通過(guò)分析圍巖損傷理論及爆破震動(dòng)傳播和衰減規(guī)律等充分論證了隧洞圍巖累積損傷的危害性,提出了以爆破震動(dòng)速度表征的控制方法。通過(guò)LS-DYNA軟件對(duì)隧洞爆破開(kāi)挖進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)震動(dòng)速度時(shí)程曲線(xiàn)和應(yīng)力時(shí)程曲線(xiàn)進(jìn)行分析,得出:震動(dòng)速度和應(yīng)力的傳播是一個(gè)短時(shí)間內(nèi)快速衰減的過(guò)程,距掘進(jìn)面約20米的后方圍巖處巖體損傷趨于定值時(shí),振動(dòng)速度為1.39cm/s時(shí),計(jì)算出隧洞輪廓圍巖損傷范圍約為1.97m。采用TC-4850測(cè)振儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)試驗(yàn)及監(jiān)測(cè)。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)衰減規(guī)律,給出了回歸分析的水平方向和垂直方向的薩道夫斯基形式的經(jīng)驗(yàn)公式。監(jiān)測(cè)得出圍巖處巖體損傷趨于定值時(shí)距離掘進(jìn)面20米時(shí)的爆破震動(dòng)速度接近1.5cm/s。采用RSM-SY5智能型聲波儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聲波試驗(yàn),得到圍巖損傷發(fā)展規(guī)律,得出:巖體損傷度的累積效應(yīng)和爆破沖擊荷載(本文用振動(dòng)速度表征)的等級(jí)有關(guān),荷載越大,累積效應(yīng)越明顯,而低于某一閾值的爆破荷載,可以忽略其對(duì)巖體損傷度的累積效應(yīng)。隧洞爆破次數(shù)達(dá)到20次時(shí),一次進(jìn)尺1米,也就是爆心距接近20米時(shí),損傷累積增量趨于零。結(jié)合前面所得結(jié)論提出臺(tái)山核電站取水隧洞爆破掘進(jìn)圍巖損傷安全閾值。即:隧洞爆破開(kāi)挖時(shí),距離爆源20m處質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)速度峰值不超過(guò)1.5cm/s。
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV554;TV542

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1231543