本文選題：循環(huán)爆破 + 深埋隧洞��； 參考：《山東建筑大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：伴隨著我們國家對水利水電的大力支持,西南地區(qū)的水利水電工程正在不斷地展開。水電站在建設(shè)的過程中,由于很多是在高地應(yīng)力下進(jìn)行開挖,人工開挖比較困難,更多的要借助爆破等方式進(jìn)行。在爆破的過程中,圍巖在循環(huán)爆破荷載的作用下會不斷發(fā)生損傷,研究圍巖的損傷變化對于保證隧洞的安全性和耐久性事關(guān)重要。以及根據(jù)圍巖的等級和隧洞圍巖的損傷變化來設(shè)計支護(hù)結(jié)構(gòu),起到一定的參考作用。本文依據(jù)國家自然科學(xué)基金項目“循環(huán)爆破荷載作用下隧洞圍巖損傷演化機(jī)理研究”,以錦屏一級水電站引水隧洞為工程背景,進(jìn)行相關(guān)條件下的模型試驗,來分析圍巖在循環(huán)爆破荷載下的損傷情況。通過自行設(shè)計模型箱、研發(fā)相似材料,完成相關(guān)試驗。主要研究內(nèi)容如下:(1)模型箱的尺寸設(shè)計為了能夠滿足在實驗過程中的方便性,以及考慮到模型的空間范圍,其中本次試驗的相似比取10。該引水隧洞三維模型試驗系統(tǒng)主要包括反力架、液壓系統(tǒng),以及測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)這四個部分。(2)經(jīng)過不斷地研究和嘗試,選取石英砂和鐵粉作為骨料,重晶石粉作為調(diào)節(jié)劑,松香和酒精的混合溶液作為膠結(jié)劑,將這些材料混合而成。將其作為研究循環(huán)爆破荷載下圍巖損傷的相似材料。(3)圍壓為0的時候,隨著循環(huán)爆破次數(shù)的增加,在介質(zhì)中的聲速會發(fā)生不斷降低。也就是說經(jīng)過循環(huán)爆破的作用,介質(zhì)的完整性在不斷劣化,也就是說損傷不斷加劇。(4)考慮圍壓的影響,5MPa、20MPa與沒有圍壓的對比。介質(zhì)的損傷度與應(yīng)力場的初始水平有關(guān),相同的爆破次數(shù)下圍壓越小,則損傷度越大;相反,圍壓越大,那么損傷度就會越小。同時,可以觀察到當(dāng)圍壓為0時,損傷度曲線比較陡,隨著圍壓的增大,損傷度曲線會逐漸趨于平緩狀態(tài),說明圍巖的損傷在圍壓的影響下變小,即圍巖的損傷在圍壓下隨著爆破次數(shù)的增加而減小。微差爆破能夠增強(qiáng)巖石的破碎,但是對圍巖的損傷增加不明顯。每次爆破圍巖在循環(huán)爆破荷載下的損傷不同,經(jīng)過五次爆破之后,第三次爆破圍巖損傷最大,第二、四次爆破圍巖損傷次之,第一、五次爆破圍巖損傷最小。(5)通過擬合曲線,聲速聲速變化率與爆破開挖深度曲線和損傷度與爆破開挖深度曲線變化趨勢總體是相同的,聲速變化率和損傷度都隨著爆破開挖深度的增加而不斷增大。
[Abstract]:With the great support of our country, hydropower projects in southwest China are being carried out continuously. During the construction of hydropower stations, many of them are excavated under high ground stress, so it is more difficult to excavate by hand and more by means of blasting. In the process of blasting, the damage of surrounding rock will occur continuously under the action of cyclic blasting load, so it is important to study the damage change of surrounding rock in order to ensure the safety and durability of tunnel. The supporting structure is designed according to the grade of surrounding rock and damage change of tunnel surrounding rock, which plays a certain reference role. Based on the project of National Natural Science Foundation of China, "study on damage evolution mechanism of surrounding rock under cyclic blasting load", taking the diversion tunnel of Jinping Grade I Hydropower Station as the engineering background, the model test under relevant conditions is carried out. To analyze the damage of surrounding rock under cyclic blasting load. Through self-design model box, research and development of similar materials, complete the relevant tests. The main contents are as follows: (1) in order to satisfy the convenience of the experiment and the spatial range of the model, the similarity ratio of the model box is 10. The three-dimensional model test system of the diversion tunnel mainly includes four parts: reaction frame, hydraulic system, measurement system and data acquisition system. (2) after continuous research and trial, quartz sand and iron powder are selected as aggregate. The barite powder is used as regulator, and the mixture of rosin and alcohol is used as binder to mix these materials. (3) when the confining pressure is 0, the sound velocity in the medium will decrease with the increase of cyclic blasting times. That is to say, the integrity of the medium is deteriorating through cyclic blasting, that is, the damage is increasing. (4) considering the effect of confining pressure, the effect of 20 MPA is compared with that without confining pressure. The damage degree of the medium is related to the initial level of the stress field. The smaller the confining pressure is, the greater the damage degree is under the same blasting frequency; on the contrary, the greater the confining pressure is, the smaller the damage degree will be. At the same time, it can be observed that when the confining pressure is 0, the damage degree curve is steeper. With the increase of confining pressure, the damage degree curve tends to be gentle, which indicates that the damage of surrounding rock becomes smaller under the influence of confining pressure. The damage of surrounding rock decreases with the increase of blasting times under confining pressure. Millisecond blasting can enhance rock fragmentation, but damage to surrounding rock is not obvious. The damage of surrounding rock in each blasting is different under cyclic blasting load. After five times blasting, the damage of surrounding rock in the third blasting is the biggest, the damage in the surrounding rock in the second and fourth blasting is the second, and the damage in the surrounding rock in the first and fifth blasting is the least. (5) by fitting curve, the damage of surrounding rock in the second and fourth blasting is the least. The variation trend of sound velocity change rate and blasting excavation depth curve and damage degree is the same as that of blasting excavation depth, and the sound velocity change rate and damage degree increase with the increase of blasting excavation depth.
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TV542;TV223

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本文編號：2069104