本文關鍵詞：水工隧洞爆破施工振動對鄰近邊坡的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在傍山水工隧洞爆破施工時,爆破產(chǎn)生的振動可能對鄰近邊坡造成不利的影響,對此開展深入研究,有利于爆破振動的預測和防護。本文采用數(shù)值模擬的方法,獲得了水工隧洞爆破施工對鄰近邊坡振動效應的影響規(guī)律,分析了金佛山水工導流隧洞爆破對左岸高邊坡的振動效應,提出了水工隧洞爆破振動安全控制方法。本文取得的主要成果如下:(1)對比分析了有炮孔模型和無炮孔模型的爆破荷載輸入方式,認為無炮孔模型在中遠場振動規(guī)律模擬中具有更高的實用性能。采用了有炮孔和無炮孔的爆破荷載施加方式對算例進行模擬分析,比較了有炮孔模型和無炮孔模型的計算結果和實用性。(2)對簡化數(shù)值模型進行計算分析,查明了隧洞爆破對鄰近邊坡的一般振動規(guī)律。通過對某簡化模型進行隧洞爆破數(shù)值模擬,分析了隧洞爆破過程的應力波的傳播規(guī)律及位移的變化規(guī)律,查明了邊坡表面不同位置處的質點振速的時程變化規(guī)律和沿坡面變化規(guī)律,通過反映高程效應的爆破振動公式,分析了算例邊坡在水平方向和垂直方向的高程放大效應。(3)分析了不同影響因素條件下邊坡的振動效應,查明了隧洞爆破對鄰近均質邊坡和含結構面邊坡的影響規(guī)律�？紤]隧洞位置、圍巖級別、隧洞斷面尺寸、隧洞斷面形狀、隧洞周壁荷載等影響因素,對傍山隧洞爆破過程中邊坡坡面振速規(guī)律進行了敏感性研究,得到了坡面振速與各影響因素之間的關系,采用回歸分析探討了隧洞位置對邊坡坡面質點振速的影響;考慮結構面與坡面交點高程、結構面產(chǎn)狀、結構面厚度、結構面充填物參數(shù)等影響因素,對傍山隧洞爆破過程中邊坡坡面振速規(guī)律進行了敏感性研究,查明了不同因素對結構面邊坡振動效應的影響,探討了結構面影響振動波傳播的機制。(4)對金佛山水利工程實例進行分析,得到了金佛山水工導流隧洞爆破時左岸巖質邊坡的振動速度允許值。研究了隧洞爆破對左岸巖質邊坡的振動效應,查明了邊坡內部存在的兩條裂隙對振動波傳播的影響,比較了裂隙處理前后邊坡坡面振速分布規(guī)律,討論了馬道內外側振動速度的區(qū)別,建議了水工隧洞爆破施工時監(jiān)測點位置,提出了安全評價手段及標準,在此基礎上,確定了該邊坡在隧洞爆破時的安全振速。
【關鍵詞】：水工隧洞 爆破荷載 鄰近邊坡 振動效應 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV554
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 問題的提出及研究意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 巖體爆破機理11-12
• 1.2.2 爆破數(shù)值模擬12
• 1.2.3 爆破振動對邊坡的影響12-13
• 1.2.4 爆破振動安全評價標準13-16
• 1.3 研究內容及技術路線16-18
• 第二章 爆破振動傳播特性及安全判據(jù)分析18-27
• 2.1 爆破振動波傳播機制18-24
• 2.1.1 爆破振動波及影響因素18-19
• 2.1.2 爆破振動波的反射和折射19-21
• 2.1.3 爆破振動的坡面效應21-22
• 2.1.4 高程放大效應22-24
• 2.2 爆破應力波對巖石的動態(tài)破壞作用24-26
• 2.2.1 壓應力波作用產(chǎn)生徑向裂隙24
• 2.2.2 稀疏波作用產(chǎn)生環(huán)向裂隙24
• 2.2.3 應力波反射破壞作用(Hopkinson效應)24-26
• 2.3 工程爆破中邊坡的振動安全判據(jù)26
• 2.4 本章小結26-27
• 第三章 爆破荷載輸入方式對比分析27-35
• 3.1 概述27
• 3.2 爆破施加方法介紹27-28
• 3.2.1 流固耦合算法27
• 3.2.2 炮孔壁上施加半經(jīng)驗半理論的爆破荷載27-28
• 3.2.3 基于圣維南原理的等效爆破荷載28
• 3.3 不同爆破荷載施加方法的對比分析28-31
• 3.3.1 有炮孔模型和無炮孔模型受力情況分析28-29
• 3.3.2 數(shù)值計算模型29-31
• 3.4 結果對比分析31-34
• 3.4.1 最大振動速度衰減規(guī)律分析31-32
• 3.4.2 爆破振速時程分析32-34
• 3.5 本章小結34-35
• 第四章 傍山水工隧洞爆破振動數(shù)值模擬35-51
• 4.1 GTS NX軟件簡介35
• 4.2 動力時程分析原理35-36
• 4.3 數(shù)值分析步驟36-40
• 4.3.1 模型建立及邊界設置36
• 4.3.2 特征值分析36-37
• 4.3.3 爆破荷載施加37-38
• 4.3.4 爆破荷載曲線38-39
• 4.3.5 動力時程分析39-40
• 4.4 計算結果40-50
• 4.4.1 應力波變化40-41
• 4.4.2 位移變化41-42
• 4.4.3 坡底平面振速時程變化42-44
• 4.4.4 坡頂振速時程變化44-46
• 4.4.5 坡面質點振速變化46-48
• 4.4.6 坡面振速高程放大效應48-50
• 4.5 本章小結50-51
• 第五章 傍山隧洞爆破對邊坡的振動效應51-73
• 5.1 傍山隧洞爆破對均質邊坡的振動效應51-63
• 5.1.1 概述51
• 5.1.2 隧洞位置對邊坡振動效應的影響51-56
• 5.1.3 圍巖對邊坡振動效應的影響56-58
• 5.1.4 隧洞斷面尺寸對邊坡振動效應的影響58-60
• 5.1.5 隧洞斷面形狀對邊坡振動效應的影響60-61
• 5.1.6 隧洞周壁爆破沖擊荷載對邊坡振動效應的影響61-63
• 5.2 傍山隧洞爆破對結構面邊坡的振動效應63-71
• 5.2.1 概述63
• 5.2.2 有限元模型及計算方案63-65
• 5.2.3 結構面厚度的影響65-67
• 5.2.4 結構面充填物的影響67-68
• 5.2.5 結構面產(chǎn)狀的影響68-70
• 5.2.6 結構面與坡面交點高程的影響70-71
• 5.3 本章小結71-73
• 第六章 工程實例分析73-85
• 6.1 工程概況73-74
• 6.2 計算模型74-76
• 6.2.1 模型的建立74-75
• 6.2.2 巖體參數(shù)75-76
• 6.2.3 爆破荷載計算76
• 6.3 結果分析76-84
• 6.3.1 X_1、X_2裂隙對振動波傳播的影響77-80
• 6.3.2 坡面質點振速分析80-81
• 6.3.3 基于最大拉應力強度理論的爆破振速控制標準81-84
• 6.4 本章小結84-85
• 第七章 結論與展望85-87
• 7.1 全文總結85-86
• 7.2 研究展望86-87
• 參考文獻87-92
• 致謝92-93
• 攻讀碩士學位期間主要研究成果和參與項目93-94

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本文編號：333615