文档介绍：西安建筑科技大学硕士学位论文
小净距爆破作用下隧道的动力响应研究
专业:建筑与土木工程
硕士生:乔汝佳
指导教师:邵珠山教授
摘要
为了满足快速增长的经济发展的需求,大规模的交通建设已经提上日程,可
以预见在地质背景复杂的西部地区将会修建大量的隧道。目前,钻爆法仍然是山
岭隧道施工的主要方法,但钻爆施工时爆破震动效应较大,当其达到一定强度时
对围岩的扰动过大,甚至造成爆区内建筑物的破坏。尤其对于小净距隧道,新建
隧道的爆破施工将会对既有隧道围岩和衬砌结构的安全稳定及正常运营造成威
胁。因此,优化爆破参数,进而有效地控制爆破震动效果已成为爆破工程研究的
重点和难点。
目前,在控制爆破振动效应方面,现有研究多采用的是经验公式或现场试验
的方法,随着长大深埋隧道以及小净距隧道工程的开发,隧道爆破所面临的问题
越来越复杂,经验公式或现场试验所得结果很难解决现在所面临的问题。与现场
试验相比,数值试验能够模拟不同地质条件下的爆破过程,节省大量的时间和成
本,因而其在爆破振动效应控制研究方面具有极大的优势。
针对上述问题,本文以秦岭翠华山隧道为工程依托,提出了小净距爆破作用
下隧道的动力响应研究,通过理论分析、现场监测和数值模拟的方法对合理选择
爆破参数、控制爆破效果、减小新建隧道爆破对既有隧道的震动响应等方面进行
了深入的探讨和研究,主要工作如下:
1) 通过动力有限元软件 LS-DYNA,分析了爆破药量、微差时间以及临空面
等因素对于爆破振动效应的影响,提出新建翠华山隧道正常段的爆破开挖
优化方案。并结合地下洞室爆破震动安全判据,确定衬砌支护的安全距离。
2) 结合上述爆破方案的优化成果,建立下穿段两隧道的三维有限元模型,分
析新建隧道施工过程中爆破震动对既有隧道的振动响应,提出下穿段新建
隧道的爆破方案。
3) 对下穿段既有隧道衬砌的速度和加速度进行监控测量,通过数值模拟结果
与实测数据的对比分析,验证了所建有限元模型的合理性,为新建隧道快
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速安全通过既有隧道提供理论支持。
4) 总结所得研究成果,提出适用于不同地质情况的有限元数值试验模型,实
现数值分析——指导现场施工——信息反馈——数值模型优化——施工
方案优化的动态施工过程。
关键词:小净距隧道;爆破震动;装药量;微差时间;临空面;动力响应;爆破
参数优化;监控测量;数值模拟
论文类型:应用基础研究
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Study on influence of blasting vibration on
tunnel with small clearance
Specialty: Architectural and Civil Engineering
Name: Qiao Rujia
Instructor: Prof. Shao Zhushan
ABSTRACT
In order to meet the needs of economic and transportation development, more and
more infrastucture projects have been approved and constructed. In these projects, a
great deal of tunnels will be built in west China. Presently, blast drilling method is still
the main way for mountain tunnel construction. However, since the blast drilling can
generate great blasting vibration, it would influence the safety and stability of the
structure in the blasting zone, Especially for tunnels with small distance. Therefore,
optimizing the blasting parameters and controling the blasting vibration effectively have
e to the most important things in the research of blasting engineering.
By far, the empirical form