隧道爆破开挖产生地表震动效应研究

摘要

隧道在爆破开挖过程中产生的爆炸冲击波会对地表产生一定的影响,为了研究地表的震动规律及其对地面房屋的影响,依托辽宁省丹东市郊附近的爱民山隧道,利用ANSYS有限元分析软件建立三维立体模型,采用合理的单元类型,分别赋予不同地层材料属性,在掌子面和隧道壁上施加爆破荷载,经过动力计算,得到地表一些特殊点的震速波形图。经过有限元分析计算表明:隧道上方地表的最大震速为32.3 mm/s,小于规定数值,所以地面建筑物是安全的;由于纵波在固体介质中的传播速度快于横波的传播速度,X方向的震速峰值较Y方向出现滞后性,滞后约100 ms;由于空洞效应的存在,导致处于隧道已开挖区的地表震动速度大于未开挖区的地表震动速度,在距离爆源15 m~30 m处空洞放大效应最为明显。