發(fā)布時(shí)間：2020-04-01 07:35

【摘要】：爆破開挖產(chǎn)生的地震效應(yīng)不可避免的會(huì)對(duì)鄰近既有洞室的造成一定影響,這一直是洞室群爆破開挖面臨的一個(gè)重要難題,也一直是專家學(xué)者研究的重點(diǎn)。本文以我國(guó)南方某鉛鋅礦爆破振動(dòng)危害控制的課題研究為依托,在閱讀大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)之上,結(jié)合專家學(xué)者的最新研究成果,以現(xiàn)代爆破理論、動(dòng)力學(xué)理論、巖石力學(xué)和信號(hào)分析與處理等為理論依據(jù),用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法研究了礦體爆破開采地震效應(yīng)對(duì)鄰近洞室的影響規(guī)律;根據(jù)工程實(shí)際,建立現(xiàn)場(chǎng)模型,以Flac3D有限差分軟件為工具,采用數(shù)值模擬方法獲取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù),與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算的精確性,在此基礎(chǔ)上著重研究了洞室的爆破開挖對(duì)鄰近既有平行洞室的振速、位移和應(yīng)力的影響規(guī)律,為工程爆破開挖提供科學(xué)指導(dǎo)。本文主要研究成果如下:(1)通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)5次爆破監(jiān)測(cè)到的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,得出該礦S5#S硐室爆破開挖過程中巖體質(zhì)點(diǎn)切向振動(dòng)的振動(dòng)強(qiáng)度衰減規(guī)律,并由此計(jì)算出最大段藥量與最小爆距之間的關(guān)系。采用HHT方法對(duì)爆破振動(dòng)信號(hào)各頻率的能量大小進(jìn)行分析,得出在50Hz以內(nèi)的頻率攜帶能量占據(jù)總能量的一半,300Hz以內(nèi)的頻率能量占比達(dá)到了98.9%,說明這五次爆破的振動(dòng)頻率均在300Hz以內(nèi)。(2)建立了現(xiàn)場(chǎng)洞室群的三維模型,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和實(shí)際爆破參數(shù)得出多段微差爆破的三角形爆破沖擊荷載模型,將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,兩者相對(duì)誤差在10%以內(nèi),極個(gè)別誤差也不超過15%,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)合速度的振速回歸曲線和數(shù)值模擬計(jì)算得出的合速度振速回歸曲線的趨勢(shì)一致性較好,尤其是在爆破遠(yuǎn)區(qū),兩曲線的近似度較高,說明本文建立的數(shù)值計(jì)算模型較合理。(3)通過對(duì)所建模型進(jìn)行動(dòng)力分析,研究了鄰近洞室與爆心對(duì)應(yīng)的截面周圍巖體的振動(dòng)特性變化規(guī)律。結(jié)果表明,洞室迎爆側(cè)周圍巖體的振速、位移和應(yīng)力變化均遠(yuǎn)大于背爆側(cè),鄰近洞室的振速最大部位和位移最大部位均為迎爆側(cè)直墻上部。在爆破振動(dòng)效應(yīng)的作用下鄰近洞室直墻中部的拉應(yīng)力集中程度進(jìn)一步增大,加大了直墻中部發(fā)生拉伸破壞的危險(xiǎn)性。同時(shí)動(dòng)荷載作用也加大了拱腳和墻腳部位的剪應(yīng)力集中程度,容易造成剪切破壞。綜合振速、位移和應(yīng)力變化特性分析可知,迎爆側(cè)直墻中上部是受爆破影響最大的危險(xiǎn)部位,因此在爆破時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該部位的防護(hù)和監(jiān)測(cè)。本文研究成果可以有效監(jiān)測(cè)并預(yù)報(bào)爆破開挖對(duì)鄰近洞室結(jié)構(gòu)的破壞程度,對(duì)安全施工、有效防護(hù)有著重要指導(dǎo)作用。
【圖文】：

第一章 緒論提出及意義破是利用爆炸所產(chǎn)生的能量，使巖體被破碎、或者移動(dòng)和建設(shè)的工程施工技術(shù)。其理論基礎(chǔ)包含炸藥及其爆炸理論度理論、巖石動(dòng)力學(xué)等，內(nèi)容十分廣泛[1]。社會(huì)的持續(xù)發(fā)步也在推動(dòng)著爆破技術(shù)逐步走向成熟，使爆破技術(shù)在交通開采、水利治理、國(guó)防工事等眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，巨大作用[2-6]。近年來，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，基速公路和高速鐵路建設(shè)）和基礎(chǔ)能源開發(fā)也在不斷加快，絲綢之路”和“一帶一路”建設(shè)，都給爆破技術(shù)的應(yīng)用提在沒有更好的巖體開挖方式推廣之前，巖體爆破仍將是工的技術(shù)�？梢钥闯�，開展巖體爆破開挖對(duì)鄰近構(gòu)筑物的振的意義。

新修建高速工路里程數(shù)超過 4500 公里，涉及巖石開挖項(xiàng)目都離不開爆破技術(shù)；在采礦工程，每年挖掘巷道數(shù)萬公里，在這些工程建設(shè)中除少量采用機(jī)械挖掘方式外，其余幾乎全部采用爆破挖掘方式。由此可見爆破工程在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重要地位和作用。隨著地下工程數(shù)量和密度的不斷增加，在一定空間范圍內(nèi)會(huì)存在多個(gè)相鄰地下空間結(jié)構(gòu)，而形成地下洞室群。如在鐵路和公路建設(shè)中，在原有單線隧道附近增建二線隧道，或者新建隧道直接建成相互平行的多線近距隧道而形成的相鄰隧道群，如南京雨花臺(tái)韓府山 4 條并列隧道組成的隧道群(圖 1.2a)；在公路和鐵路建設(shè)，有時(shí)新建隧道會(huì)上穿或者下穿既有隧道而形成立體交叉隧道群，如由 6 座隧洞和 3 座橋梁立體交叉而成的福州鼓山隧道群(圖 1.2b)；在礦山工程中，眾多巷道、采場(chǎng)和硐室相互交錯(cuò)而形成更為龐大復(fù)雜的洞室群；在水電工程中，，一般建成地下廠房的形式，廠房也是由各種大大小小的隧道和各種形式空間結(jié)構(gòu)交織而成的復(fù)雜洞室群。這些洞室在開挖建設(shè)過程中，必然要面臨多作業(yè)面平行或者相互交疊的情形。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD235

【參考文獻(xiàn)】

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1 盧文波;周俊汝;陳明;嚴(yán)鵬;王高輝;;爆破振動(dòng)主頻衰減公式研究[J];工程爆破;2015年06期

2 馬華原;龍?jiān)?郭濤;;田灣核電站基礎(chǔ)開挖爆破振動(dòng)檢測(cè)與數(shù)據(jù)分析[J];爆破;2015年03期

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5 龔敏;邱q誑煽

本文編號(hào)：2610157