小净距隧道爆破振动对邻近隧道影响测试研究

为研究小净距隧道爆破对工作面前后中间岩柱的影响规律,结合泉厦高速公路扩建工程大坪山隧道振动监测,对小净距隧道中间岩柱的振动响应及累积损伤进行测试研究,得出爆破地震波在小净距隧道中间岩柱衰减公式及V-p曲线,分析了距离掌子面不同位置爆破地震波特性规律。结果可为类似条件下小净距隧道的现场监测、爆破控制和建立动荷载作用下隧道破坏临界值提供依据。     

爆破动力作用下小净距隧道围岩振动效应分析

以渝长高速公路武隆小净距隧道掘进爆破为背景,应用FLAC3D数值模拟法进行隧道掘进爆破条件下的前洞围岩振动效应分析.通过计算结果与试验数据的对比分析,证明了应用此计算方法进行振动强度分析的可行性.进一步分析表明,全断面不同循环进尺爆破方案引起振动速度的分布规律基本相同;在爆破掌子面前,前洞迎爆侧边墙上的最大振动速度沿隧道轴线方向随水平距离增大有明显的放大现象,最大振动速度发生在爆破掌子面前面10 m左右前洞断面迎爆侧的边墙上;在爆区附近,前洞迎爆侧围岩上的振动速度是背爆侧的6-10倍.     

小净距隧道控制爆破设计

在铁路增建二线工程中,新建隧道与既有线隧道线间距小于50m时,新建隧道应进行必要的控爆设计,控制爆破的振速是新建隧道开挖掘进的关键。     

小净距邻近营业线隧道爆破施工研究

成渝高铁新中梁山隧道与既有营业线交叉段竖向净距仅为2.7 m,为顺利完成隧道建设,对既有营业线路隧道利用"天窗"期采用I20b型钢进行加固,并运用"三次钻进法"完成了钢拱架脚底螺栓和锁脚锚杆的安装。根据围岩情况隧道采用机械开挖和非爆法加控制爆破法进行施工,通过计算采用低爆速2号岩石乳化炸药进行爆破,使得最大爆破振速、拱顶沉降值、水平收敛值均在规范允许变化范围内。     

小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性影响研究

为研究小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性的影响,以浙江义东高速防军隧道项目为工程背景,根据能量衰减规律推导出爆破施工中围岩振速计算公式,采用有限元软件MIDAS GTS NX模拟不同净距条件下围岩振速及应力的变化规律,将围岩振速数值结果与理论值进行对比分析,验证了振速计算公式的准确性。根据振速与应力之间关系,提出保证隧道安全施工的振速阈值。结果表明：后行洞围岩振速大小理论值与模拟值最大相对误差为5.9%,与现场监测数据最大相对误差为7%,验证了理论公式的准确性;后行洞隧道振速峰值与先行洞隧道爆破中心距呈负相关,围岩迎爆侧面监测点振速峰值大于背爆侧,2D为防军隧道爆破施工时最小安全净距(D为隧道净距),此时上台阶开挖最大振速峰值约为下台阶的1.2倍;爆破开挖后围岩应力峰值与振速峰值主要集中在拱腰及拱脚附近,随着净距增大,先行洞对后行洞的影响逐渐减弱,最终忽略不计;爆破作用下,围岩应力峰值和振速峰值具有一定线性关系,保证隧道爆破安全施工的振速控制阈值为1.9 cm/s,研究成果可为今后类似小净距隧道工程爆破施工提供借鉴。     

小净距隧道后行洞爆破对先行洞的振动影响分析

为分析后行洞爆破施工时对先行洞造成的影响,依托蒙古道隧道工程并以大断面小净距隧道为研究对象,进行有限元数值模拟。结合现场测试对现场爆破后振动测试信号进行HHT分析,确定了爆破振动影响信号的时频特征。研究表明：当后行洞在进行爆破施工时,先行洞初期支护的垂直振动速度和切向振动速度都明显的小于径向振动速度;后行洞迎爆侧的径向振动速度明显大于背爆侧,后行洞爆破的最大振动速度相对应的频率主要集中在20～80 Hz之间。受后行洞爆破影响,小净距隧道的先行洞迎爆一侧的拱脚处出现拉应力易导致隧道衬砌出现拉伸破坏,建议在该部位进行喷射钢纤维混凝土等措施进行加强。     

小净距公路隧道爆破震动观测与分析

基于小净距的南方某公路隧道二期工程爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值与主振频率分析,展开了基于小净距公路隧道的爆破震动观测与研究。首先介绍了测线与测点布置原则,并阐述了爆破震动观测及其结果,得出了相应的质点振动速度峰值衰减经验公式及v-ρ关系曲线。结果表明,半断面、下上台阶和全断面爆破等三种不同隧道施工开挖方式所得出的不同的观测结果,质点振动速度峰值最大值通常出现在同一断面的墙中与顶板位置、径向方向和爆心距最小位置发生处,对应主频分布在15⁷5Hz,主要集中在2275Hz,主要集中在22⁵0Hz。结论指出,质点振动速度峰值与对应主振频率与爆破方式以及爆心距密切相关,爆破规模与爆心距对爆破地震效应影响程度很大,隧道开挖中的全断面爆破有利于减小和控制爆破震动。     

小净距公路隧道爆破震动观测与分析

基于小净距的南方某公路隧道二期工程爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值与主振频率分析,展开了基于小净距公路隧道的爆破震动观测与研究。首先介绍了测线与测点布置原则,并阐述了爆破震动观测及其结果,得出了相应的质点振动速度峰值衰减经验公式及v-ρ关系曲线。结果表明,半断面、下上台阶和全断面爆破等三种不同隧道施工开挖方式所得出的不同的观测结果,质点振动速度峰值最大值通常出现在同一断面的墙中与顶板位置、径向方向和爆心距最小位置发生处,对应主频分布在15~75Hz,主要集中在22~50Hz。结论指出,质点振动速度峰值与对应主振频率与爆破方式以及爆心距密切相关,爆破规模与爆心距对爆破地震效应影响程度很大,隧道开挖中的全断面爆破有利于减小和控制爆破震动。     

循环爆破作用下岩体的不同步累积损伤测试方法

为了提高循环爆破载荷作用下岩体累积损伤测试方法的精确度、预测结果的可信值以及控制标准的规范化,提出不同步累积损伤测试方法。采用理论分析与现场实践相结合的方法,基于5次循环爆破载荷作用下不同测孔深度处声波速度的变化规律,依据损伤度与声波速度的关系式,对比分析2种测试方法的累积损伤效应。研究结果表明:循环爆破载荷仅对测孔孔口至1.6 m处岩体区域产生损伤效应,并且垂直于掌子面的剖面区域所受的累积损伤最为严重;不同步测试方法所得的岩体累积损伤效应更加明显,且累积损伤-爆破次数关系曲线更加光滑,由此证明,不同步累积损伤测试方法能够提高测试精度,增加拟合曲线的可信程度,不仅为支护厚度提供依据,而且为支护方向提供参考。     

爆破载荷下隧道围岩破坏裂隙范围研究

为确定爆破载荷作用下岩体的裂隙范围，应用摩尔-库伦强度准则确定岩石在冲击波作用下的粉碎区；在考虑粉碎区范围、应力波衰减指数改变和岩石三向受力状态的情况下,用Mises强度准则计算裂隙区范围；在不考虑爆生气体在应力波形成的裂隙区损失的前提下，用岩石的断裂韧性来计算爆生气体充满粉碎区后岩石裂隙的二次扩展范围。通过理论计算与现场声波实测值对比，理论计算值比实测值小8.45%。分析表明，该裂隙范围计算方法合理，并可以对类似工况的裂隙范围进行估算。     

不同装药结构深孔爆破岩石累积损伤试验研究

提出了一种新的控制爆破技术——卸压隔振爆破技术.利用岩石声波探测技术对常规耦合装药爆破、光面爆破和卸压隔振爆破等3种不同装药结构的深孔台阶爆破进行现场试验.通过爆破前后声波测试探测炮孔损伤程度,研究不同的装药结构对爆破累积损伤效应的影响.试验证明卸压隔振爆破技术在特定的工程爆破环境下具有一定的优越性.     

爆炸荷载作用下围岩累积损伤效应的数值分析

巷道爆破开挖推进过程中,循环爆破开挖的多次扰动作用使保留岩体产生累积损伤,导致岩体力学参数的弱化,从而造成工程岩体的宏观失效。利用ANSYS/LS-DYNA的重启动技术,通过损伤云图和损伤变量D的变化,对圆形巷道循环进尺过程中爆破作用下的岩体累积损伤效应进行研究。计算结果表明:随着掌子面推进爆破次数的增加,围岩的损伤程度加深,但影响深度变化较小;在装药量和爆心距不变的情况下,损伤量与爆破次数之间有很好的非线性关系,即爆破损伤的累积具有非线性特性。     

大冶铁矿爆破开采巷道围岩累积损伤规律研究

大冶铁矿东采场采用无底柱分段崩落法开采,频繁的中深孔爆破作业产生的爆破振动不可避免地对巷道围岩产生累积损伤,甚至诱发岩体的失稳破坏.结合大冶铁矿地下开采的生产实际,对其爆破开采所产生的爆破振动进行了监测,并对巷道围岩在爆破振动作用下的损伤累积规律进行了分析.试验数据表明,在单响药量和爆心距变化不大的情况下,随着爆破次数的增加,爆破振动的损伤逐步累积,损伤参数呈对数函数趋势增加.因此,尽管每次爆破诱发的爆破振动都低于《爆破安全规程》的控制标准,但爆破振动对围岩的损伤会不断的累积,不断使岩体的性能劣化,因而应视实际情况在爆破开采至一定次数后对巷道围岩进行检查和加固,以确保生产的安全.     

开挖爆破对围岩损伤作用的探讨

在综合现有文献的基础上,对基于爆源的爆破振动分区,柱状装药结构的质点振动速度的计算和安全判据以及开挖爆破的损伤测量方法和控制标准进行了探讨。     

爆破振动对岩质边坡累积损伤影响实验研究

通过观测同一地点岩体多次爆破前、后岩体的声速以及爆破振动速度峰值变化规律,由声速测试结合爆破振动测试数据结果计算出岩体损伤系数,实测数据的对比和计算结果表明:在多次爆破振动损伤累积的条件下,爆破振速随岩体的声速呈指数关系衰减.并由声速测试结果确定了边坡在爆破振动作用下的损伤阈值.     

金属矿山回采巷道围岩在多次爆破下的损伤规律研究

矿柱的安全回采及采空区的处理直接关系到矿山的可持续发展与人员的安全,以内蒙古兴业集团锡林浩特朝不楞矿区铁锌多金属矿山地质为依据,采用超声波测试技术,以岩体爆破损伤理论为基础,系统研究了多次爆破作用下井下分段回采巷道围岩损伤累计增长规律,并对围岩爆破累计损伤和残留矿体矿柱回采及采空区稳定性进行了研究.     

片岩隧道爆破对本洞和邻洞围岩的扰动分析

隧道爆破扰动会引起本洞或邻近隧道的围岩振动和应力重分布,致使既有隧道的结构遭受破坏,从而危及行车安全。为探究隧道开挖引起的截面围岩质点振速峰值和拉应力峰值的关系及其分布规律,结合十白高速公路碳质片岩隧道爆破工程,运用LS-DYNA软件对连拱隧道掘进爆破和单隧道掘进爆破工况进行了计算,探明了典型截面围岩质点振动峰值和动拉应力峰值分布特征,分析得出了在爆破近区隧道围岩质点振速峰值方向和拉应力峰值方向之间相互垂直及其分布规律,在爆破中远区隧道围岩质点振速峰值方向和拉应力峰值方向相同并在一定范围类存在比例关系,为隧道开挖过程中最佳测点布设提供理论依据,并能为类似实际工程提供参考依据。