發(fā)布時(shí)間：2021-11-11 00:50

　　隨著城市地鐵線路數(shù)量的增多,許多新建地鐵隧道需下穿既有隧道。當(dāng)新建地鐵隧道采用礦山法修建時(shí),爆破振動(dòng)會(huì)對既有隧道產(chǎn)生影響。由于隧道圍巖內(nèi)存在復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài),開挖產(chǎn)生的爆破振動(dòng)難以得到有效控制。因此,需要研究如何減少爆破振動(dòng)對既有隧道結(jié)構(gòu)的影響,保證既有隧道的正常運(yùn)營。本文以深圳地鐵6號線銀湖站～八卦嶺站礦山法施工區(qū)間隧道為工程背景,利用ANSYS/LS-DYNA分析新建隧道爆破施工對既有隧道的影響,并對爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。具體研究內(nèi)容如下:（1）以現(xiàn)場實(shí)際爆破參數(shù)為依據(jù)建立數(shù)值模型,通過對比模擬與實(shí)測的地表振動(dòng)數(shù)據(jù),對數(shù)值模型參數(shù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。（2）運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA模擬隧道開挖爆破振動(dòng)對既有隧道的影響,分析既有隧道受爆破振動(dòng)影響最不利的位置,同時(shí)判斷既有隧道的爆破振速是否超過爆破安全控制標(biāo)準(zhǔn),以及該爆破方案是否會(huì)影響既有隧道的安全運(yùn)營。（3）針對現(xiàn)有爆破方案的不足,選取爆破進(jìn)尺長度、微差延期時(shí)間、裝藥不耦合系數(shù)三個(gè)爆破參數(shù),建立不同工況模型,分析不同爆破參數(shù)對爆破振動(dòng)的影響,并對其進(jìn)行優(yōu)化,以降低爆破振動(dòng)強(qiáng)度。（4）依據(jù)爆破參數(shù)優(yōu)化結(jié)果,設(shè)計(jì)新的爆破參數(shù),調(diào)整爆破施工方... 

【文章來源】：長沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１研究技術(shù)路線??

?（４）現(xiàn)代爆破理論??現(xiàn)代爆破理論即裂隙巖體理論，起源于２０世紀(jì)８０年代，該理論建立在以工程地質(zhì)??為理論基礎(chǔ)的非連續(xù)介質(zhì)力學(xué)上，認(rèn)為在充滿各種原生裂隙的巖體中，應(yīng)力波不僅使巖??體在自由面處產(chǎn)生片落的現(xiàn)象，而且使巖體中原生裂隙擴(kuò)大并促生出新的裂隙，在爆轟??氣體到達(dá)裂隙處時(shí)，氣體膨脹壓力使得巖體碎塊分離１５９１。目前，將巖體破碎分為三個(gè)作??用階段己經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可，分別為沖擊波徑向壓縮階段、應(yīng)力波反射拉伸階段、爆轟??氣體膨脹壓階段，三種巖石破壞形式均屬于拉伸破壞。破壞形式如圖２．１所示。??劃餐錄??ａ?沖擊波壓縮階段?ｂ?應(yīng)力波反射拉伸階段?ｃ爆炸氣體膨脹壓階段??（１、２、３均為壓應(yīng)力波，４．５為反射拉應(yīng)力波）??圖２．１爆炸過程中巖石的三個(gè)破壞階段??１０??

?第二章巖石爆破理論及動(dòng)力有限元原理???２．１．２爆炸應(yīng)力波在巖石介質(zhì)中的形成原理與傳播特性??炸藥在巖石內(nèi)部爆炸急速產(chǎn)生爆炸沖擊波，其傳播速度可高達(dá)每秒數(shù)千米，然后以??爆源為中心向外傳遞，這種波也就是應(yīng)力波。由于巖石節(jié)理裂隙眾多，應(yīng)力波在巖石中??傳播會(huì)發(fā)生反射、折射和繞射等現(xiàn)象，因此應(yīng)力波在巖體中的傳播與衰減規(guī)律具有多樣??性。??在城市地鐵隧道的爆破施工過程中，為分析爆破作用對鄰近既有隧道的影響，需要??充分了解爆炸應(yīng)力波在巖石中的傳播與衰減規(guī)律。在藥包爆炸的瞬間產(chǎn)生爆炸沖擊波，??沖擊波在壓縮和破壞巖石的過程中，消耗了大量能量，粉碎巖石的能力大大減弱，沖擊??波衰減成應(yīng)力波。應(yīng)力波的作用效果比沖擊波差，不足以壓縮破壞巖石，但其會(huì)使巖石??產(chǎn)生切應(yīng)變與拉伸破壞。應(yīng)力波在巖石中能量損耗程度比沖擊波小，其作用范圍比沖擊??波廣。應(yīng)力波傳播時(shí)慢慢衰減，最后變成爆破地震波。衰減過程如圖２．２所示（圖中Ｒ??為藥包直徑）。??沖擊波??丄」－Ｌ??３－７Ｒ?８－１５０Ｒ?１５０－４００Ｒ??圖２．２應(yīng)力波的衰減??應(yīng)力波傳播過程中，沖擊波的傳播速度與傳播距離之間的關(guān)系可由經(jīng)驗(yàn)公式［６Ｇ１得到：??Ｖ＝Ｖ０－Ｂ（Ｒ－ｌ）?（２．１）??根據(jù)式２．１可以計(jì)算出爆破沖擊波的影響距離：??（２．２）??尺ｂ??丨，（１?＋?Ｙ）?（２．３）??式中匕表示沖擊波的初始傳播速度；Ｚ？為波的衰減系數(shù)；／《為傳播距離；＆為爆破??沖擊波的影響距離。??ＩＩ??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3488279