相邻特大断面隧道爆破施工相互影响的研究

摘要

特大断面相邻隧道在我国的建设将愈来愈多，由于隧道跨度大，两隧道爆破施工必然存在相互影响，开挖爆破产生的地震波会危及隧道围岩的安全和稳定性。本文基于动力有限元的基本原理，通过ANSYS/LS-DYNA软件对特大断面隧道施工的相互影响作了数值分析，得到一些有益的规律和结论。　　本文首先对岩石中的爆炸理论与爆破振动影响控制标准作了阐述；结合实际工程对现场实测数据作了回规分析，得出不同方向的振速衰减公式，并对现场实测的振速时程曲线作了分析，总结出一些规律；对隧道掘进爆破数值模拟算法原理与分析模型作了分析和说明；应用动力有限元ANSYS/LS-DYNA程序对特大断面双线隧道的爆破施工进行了三维模拟。得出相邻特大断面隧道爆破施工相互影响的规律和特点。分别研究左右线起爆对相邻隧道的动力影响，研究不同断面振速极值的位置，出现的时间及衰减的规律，不同方向振速峰值出现的时间特征，对左右两隧道的应力也作了分析，得出应力峰值出现的时间及位置。

目录

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第1章 绪论

1.1概述

1.2国内外研究现状与进展

1.2.1隧道爆破地震效应理论研究现状

1.2.2经验判别法

1.2.3其它判别法

1.3本文的主要工作

第2章 岩石中的爆炸理论与爆破振动影响控制标准

2.1岩石爆破机理

2.1.1岩石爆破破坏理论

2.1.2岩体爆破的应力波理论

2.2爆破振动影响控制标准

2.3小结

第3章 隧道掘进爆破的现场监测

3.1工程概况

3.1.1工程介绍

3.1.2工程地质情况

3.1.3水文地质情况

3.2测试方案

3.2.1测试设备

3.2.2测点布设

3.3测试结果分析

3.4小结

第4章 隧道掘进爆破数值模拟算法原理与分析模型

4.1 ANSYS/LS-DYNA程序算法原理

4.1.1动力有限元方法简介

4.1.2控制方程组

4.1.3时间积分

4.1.4高斯积分与沙漏控制

4.1.5应力计算

4.1.6人工体积粘性控制

4.2数值模拟计算的分析模型

4.2.1空间有限元离散化

4.2.2岩体介质力学模型

4.2.3炸药爆炸控制模型

4.2.4时间步长控制

4.2.5无反射边界(Transmiting Boundary)

4.2.6算法选择

4.3小结

第5章先行隧道掘进爆破对后行隧道影响的数值模拟研究

5.1模型的建立

5.2参数的选取

5.3模拟结果分析

5.3.1振速分析

5.3.2应力分析

5.4小结

第6章 后行隧道掘进爆破对先行隧道影响的数值模拟研究

6.1模型的建立

6.2参数的选取

6.3模拟结果分析

6.3.1振速分析

6.3.2应力分析

6.4小结

第7章 结论与展望

7.1结论

7.2不足与展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果