爆破振动作用下山岭隧道动力响应及减振分析

摘要

随着高速公路网的快速发展，山岭隧道修建时不可避免地会遇到不良地质情况和类似小间距等特殊问题。施工时的爆破振动会对隧道围岩和结构造成危害。因此有必要对爆破荷载作用下隧道的动力响应进行多方面、不同因素的分析研究。
　　本文以揭惠高速公路小北山1号隧道为研究背景，在分析岩石爆破作用研究现状的基础上，通过爆破振动试验研究隧道围岩爆破振速特征。采用傅里叶变化和小波包变换对实测振动信号进行时频特征分析，探讨其多主频带和能量分布特征。采用结合爆破参数的爆破荷载简化方法，应用于小北山1号隧道爆破数值模拟分析中，研究分析在爆破荷载作用下隧道各关键位置三向振速沿隧道轴向及不同截面的分布特征，并采用萨道夫斯基公式对爆破振动的强度进行预测。在此基础上，深入分析爆破荷载段间隔时间减振效应、先行与后行隧道的不同间距以及破碎带对隧道动力响应的影响。
　　研究表明，爆破振动信号具有明显的多主频带能量分布特征，优势频带包含了振动信号70％以上的能量；拱顶和拱底的优势振速方向为竖向，两侧拱腰的优势振速方向为横向，不同位置的同一方向振速衰减指数差异较大；段间隔时间在50ms至150ms时即可以满足隧道减振爆破的需要；先后行邻近隧道间距在两倍净宽时，后行隧道爆破对先行隧道的衬砌造成的影响已经较小；破碎带在爆源掌子面附近时，其影响范围是其宽度的两倍左右，且振速提升幅度较大。

目录

声明

1 绪论

1.1 论文的选题来源、研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要研究内容及技术路线

2 小北山1号隧道爆破振动试验研究分析

2.1 工程概况

2.2 爆破振动测试试验

2.3 爆破振动测试结果及分析

2.4 本章小结

3 爆破振动信号小波包分析

3.1 小波包变换

3.2 爆破振动信号的小波包分析

3.3 爆破振动信号的能量分析方法

3.4 本章小结

4 小北山1号隧道爆破振动效应模拟分析

4.1 简化爆破荷载的确定

4.2 计算模型及参数

4.3 爆破振动结果分析

4.4 本章小结

5 隧道爆破振动不同影响因素模拟分析

5.1 隧道爆破振动影响因素

5.2 爆破荷载不同段间隔时间对振速的影响

5.3 不同间距爆破对邻近隧道衬砌的影响

5.4 破碎带对爆破振速的影响

5.5 本章小结

6 结论和展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献