软弱围岩浅埋连拱隧道爆破振动影响效应研究

摘要

连拱隧道作为一种特殊结构形式的隧道,其结构受力形式复杂。特别是在软弱围岩中修建连拱隧道,就会给设计及施工带来了更大的挑战。钻爆法作为山岭隧道一种常用的开挖方法,难免会影响到连拱隧道结构的安全。因此为了确保爆破施工时隧道结构的安全,对于软弱围岩条件下浅埋连拱隧道受爆破振动影响效应的研究就显得十分有必要。基于对这一问题的思考,本文以软弱围岩条件下浅埋连拱隧道为研究对象,重点对爆破振动影响做了以下几个方面的研究:
　　(1)以余杭区闲祝公路改建工程的闲林连拱隧道为依托,进行了连拱隧道开挖爆破振动效应的现场测试。通过收集的数据,研究中隔墙受爆破地震波的影响及传播规律,并利用数学回归的方法得到萨道夫斯基公式中的K和α值,用于指导依托工程的爆破施工。
　　(2)利用数值模拟,研究Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩、不同埋深、不同装药量情况下,爆破振动对隧道结构及地面的影响效应。得到了中隔墙、左右洞初期支护及地表在爆破荷载下的振动规律及危险区域。
　　(3)通过数值模拟不同工况下Ⅳ、Ⅴ级围岩在不同装药量情况下爆破振动效应,通过归纳数据,回归出不同工况下不同龄期的二次衬砌离爆源的安全距离L和装药量Q之间的关系式。

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第一章 绪论

1.1 概述

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

第二章 爆破地震波的基本理论

2.1 隧道爆破破岩机理

2.2 岩石中单爆源的破碎形式

2.3 介质振动强度依据及经验公式

2.4 爆破振动安全评判依据与我国现行标准

2.5 炸药的爆破理论及爆破公式

2.6 本章小结

第三章 软弱围岩连拱隧道爆破施工现场测试

3.1 工程概况

3.2 试验原理及试验目的

3.3 现场实验

3.4 测试结果在依托工程中的应用

3.5 本章小结

第四章 软弱围岩连拱隧道爆破振动效应数值模拟

4.1 MIDAS-GTS 软件介绍

4.2 软弱围岩连拱隧道施工方法

4.3 MIDAS-GTS建模

4.4 爆破模型基本参数的确定

4.5 软弱围岩连拱隧道爆破对中隔墙影响研究

4.6 软弱围岩连拱隧道爆破对左右洞初期支护影响研究

4.7 软弱围岩连拱隧道爆破地表震动影响研究

4.8 本章小结

第五章 连拱隧道爆破对二次衬砌振动影响效应研究

5.1 应力波在介质中传播规律

5.2 Ⅳ级围岩爆破模型计算结果

5.3 Ⅴ级围岩爆破模型计算结果

5.4 本章小结

第六章 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢