微振动爆破有害效应控制与评估方法研究

摘要

随着我国交通事业的蓬勃发展，穿越城市繁华地段的地下隧道工程越来越多。这些隧道大部分需要采用爆破方法进行掘进施工作业。爆破产生的微振动有害效应有可能危及周围建筑物安全，产生不必要的纠纷延误工期。为此，如何有效地控制爆破微振动有害效应，保障建筑物的安全和施工地顺利进行，已成为当前隧道工程和爆破工程界亟待解决的一项重要课题。
　　本文以胶州湾湾口海底隧道青岛端接线工程为背景，在综合考虑隧道爆破施工复杂的地形地质条件、周边环境条件及施工方振速要求的基础上，制定了将根据不同爆破条件的地段分成不同爆区，不同爆破采取不同的施工方法的行之有效的微振动控制爆破方案设计；并对其爆破施工产生影响的33层高层和汶上路路面进行了监测，获得了大量的监测数据，为论文的研究奠定了实践基础。分析采集到的大量爆破振动现场实测数据，结果表明：在爆破地震波的垂向、水平径向、水平切向三个速度分量中，垂向振速在爆破微振动有害效应中占主导地位。高层主频分布范围较广，离散性很大。垂直方向主频和水平切向主频都存在着末端放大现象，这与萨道夫斯基公式不符。汶上路测点垂向、水平径向、水平切向振速总体都呈现下降趋势。汶上路测点垂向、水平径向主频总体上呈现逐渐增大趋势，水平切向主频离散性较高，分布不规律。针对上述情况，本文针对高层垂向振速不同阶段的不同的变化趋势，将整个过程分为四个阶段，并将每一阶段根据萨道夫斯基公式进行了回归分析，确定了振速计算公式。最后，应用BP神经网络对高层垂向振速值进行了预测。将BP神经网络预测值与实测数据和回归分析所得数值相比较，BP神经网络预测的结果的误差明显小于回归分析预测的结果，证实BP神经网络预测方法的可靠性和可行性。

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Contents

1 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 本文主要研究方法

2 微振动爆破方案设计

2.1 工程概况

2.2 总体方案设计

2.3 钻爆设计

2.4 本章小节

3 爆破地震波特征与影响因素

3.1 波的基本知识

3.2 爆破地震波的特征

3.3 本章小结

4 微振动爆破实地监测

4.1 微振动爆破实地监测内容

4.2 微振动爆破实地监测仪器

4.3 微振动爆破监测原理

4.4 微振动爆破监测点布置方案

4.5 微振动爆破监测结果

4.6 本章小节

5 微振动爆破测试结果分析

5.1 高层微振动振速分析

5.2 高层微振动主频分析

5.3 汶上路微振动分析

5.4 高层垂向振速回归分析

5.5 本章小节

6 基于神经网络法的微振动效应安全评估

6.1 概述

6.2 安全评估模型

6.3 微振动垂向振速 BP 神经网络预测模型

6.4 BP 神经网络预测模型应用

6.5 本章小节

7 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 展望

致谢

攻读硕士期间发表论文

参考文献