爆破开挖作用下HD工程地下洞室围岩动力响应特性研究

地下洞室爆破开挖有可能会对开挖洞室本身和邻近洞室产生不利影响,故有必要研究爆破作用下地下洞室围岩动力响应特性,以便于对地下洞室的开挖进行安全评价。结合HD工程地下洞室爆破开挖实例,对实测爆破振动数据进行分析,从中选取合适的数据对爆破荷载进行反演,并采用FLAC 3D数值计算软件对爆破开挖作用下地下洞室围岩动力响应进行模拟和研究。结果表明:爆破作用会对爆源近区有限范围内、有限时间段内的围岩应力及位移分布造成一定的影响,对爆源远区及邻近洞室的应力及位移分布总体规律影响并不显著;随着爆源距的增加,岩体振速峰值衰减明显,而当爆源距较大时,振速峰值衰减趋势相对平稳;相邻洞室岩体振速相对较小。     

地下洞室爆破振动控制研究

通过对某水电站地下洞室爆破振动进行观测、分析和处理,得到了爆破地震波传播衰减经验公式.根据该水电站地下洞室的特点,提出了爆破振动破坏标准,得到了地下洞室新浇混凝土支护区爆破安全控制参量.分析了爆破地震的特点,结合该水电站地下洞室的爆破实际,提出了相应的爆破降震措施.从工程实施的实际效果看,研究成果与结论获得了较好的应用效果,保证了该工程爆破施工的顺利完成.     

中深部大型地下洞室高边墙爆破振动高程效应研究

为了研究地下洞室高边墙上质点爆破振动规律并指导地下洞室开挖,以白鹤滩水电站地下洞室群开挖为背景,在右岸主变洞内进行爆破振动试验,然后利用LS-DYNA三维动力有限元软件对开挖过程进行数值模拟,分析了地下洞室高边墙上质点爆破振动速度随高程变化规律。结果表明:当地下洞室边墙高度为16.8 m时,在距离爆源区约70 m范围内,高边墙上质点与墙脚处相比,振动速度存在不同程度的放大效应,且放大效应出现分区。当爆心距R30 m,放大作用随高差增大先增后减;当爆心距R在30～70 m范围内且为某一定值时,放大作用随高差的增大而增大;当爆心距R70 m时,高差对洞室边墙上质点的影响不再明显。另外,萨道夫斯基公式在地下洞室高边墙上仍然适用,但是利用萨道夫斯基公式预测质点振动速度时,应当将测线布置在相应预测点的同一高程上。     

地铁隧道小净距下穿地下洞室振速控制研究

为控制地铁隧道爆破在小净距下对人防洞室的有害振动效应,以武汉市地铁5号线隧道的爆破掘进工程为依托,基于AN-SYS-Lsdyna平台,通过建立地铁隧道掏槽孔延时起爆的三维数值模型,研究掏槽炮孔的电子雷管最佳延时设置时间,结合对比分析数值模拟和隧道爆破振动监测数据,采用等效弹性边界的载荷加载的数值模拟方法,能够有效地模拟...     

地铁隧道小净距下穿地下洞室振速控制研究

为控制地铁隧道爆破在小净距下对人防洞室的有害振动效应,以武汉市地铁5号线隧道的爆破掘进工程为依托,基于ANSYS-Lsdyna平台,通过建立地铁隧道掏槽孔延时起爆的三维数值模型,研究掏槽炮孔的电子雷管最佳延时设置时间,结合对比分析数值模拟和隧道爆破振动监测数据,采用等效弹性边界的载荷加载的数值模拟方法,能够有效地模拟复杂环境下地铁隧道掏槽爆破振动,能较好地模拟隧道爆破对小净距下人防洞室的振动规律。对掏槽孔而言,隧道不同级掏槽起爆适宜合理时间为10 ms,同一级掏槽起爆合理延时时间为6 ms,合理最大单段药量为0.6 kg。     

爆破振动作用下地下洞室临界振速的研究

利用波函数展开法,分析了爆破地震波与邻近圆形洞室的相互作用,推导了爆破地震波作用下圆形地下洞室围岩的应力和位移表达式,求出了爆破地震波频率不同和围岩性质不同时围岩周围的应力和振速分布.结合应力和振速分布及围岩的抗拉强度,得到了不同工况下围岩的临界破坏振速.     

大断面地下洞室爆破成形控制关键技术研究

爆破开挖成形控制是大断面地下洞室开挖施工中的一项关键技术,开挖成形控制得好,既能降低后续施工的成本,又能提高工程的安全。三峡地下电站主厂房工程在积累了鲁布革电站、水布垭电站、龙滩电站、小湾电站等十多个大型地下厂房施工经验的基础上,重点对造孔设备选型、造孔精度控制及爆破参数制定等方面进行研究和分析,并通过工艺改进及采取一系列先进施工技术,取得了顶拱平均超挖8.5cm、边墙平均超挖小于9cm、岩锚梁平均超挖小于6cm的成果,远远低于规范所要求的超挖小于20cm的标准;并且开挖平整度小于9cm,爆破半孔率达到了95%以上,工程质量优良。在爆破成形质量控制方面较以往工程有了突破性的进展,具有较高的应用及参考价值。文章将对一些主要控制手段及方法予以分析总结,为类似工程提供借鉴与参考。     

大断面地下洞室爆破成形控制关键技术研究

爆破开挖成形控制是大断面地下洞室开挖施工中的一项关键技术,开挖成形控制得好,既能降低后续施工的成本,又能提高工程的安全。三峡地下电站主厂房工程在积累了鲁布革电站、水布垭电站、龙滩电站、小湾电站等十多个大型地下厂房施工经验的基础上,重点对造孔设备选型、造孔精度控制及爆破参数制定等方面进行研究和分析,并通过工艺改进及采取一系列先进施工技术,取得了顶拱平均超挖8.5cm、边墙平均超挖小于9cm、岩锚梁平均超挖小于6cm的成果,远远低于规范所要求的超挖小于20cm的标准;并且开挖平整度小于9cm,爆破半孔率达到了95%以上,工程质量优良。在爆破成形质量控制方面较以往工程有了突破性的进展,具有较高的应用及参考价值。文章将对一些主要控制手段及方法予以分析总结,为类似工程提供借鉴与参考。     

爆破振动作用下大型地下洞室群围岩动力响应及合理间距分析

大型地下水封石油洞库由多个地下洞室构成,洞室通常不设衬砌结构,在洞库设计时,洞室之间的间距是需要重点考虑的一个因素.依托某地下水封石油洞库工程,采用现场监测与数值模拟相结合的方法,分析了爆破振动作用下,地下洞室群围岩的动态响应及振动衰减规律.地下洞室掌子面爆破引起的围岩振速在横断面方向随远离爆心呈指数衰减;当在爆破洞室...     

地下洞室梯段爆破振动效应分析

基于大型地下洞室开挖中,采用装药量较大的梯段爆破,本文探索了爆破振动传播规律及其引起的爆破振动效应;依据回归结果对爆破允许药量进行了核算,对峰值振速进行了预报,并对振动衰减规律进行了分析;引入数理统计中的置信概率,对回归分析的数据进行了可靠度的讨论,并对质点振动的主频分布进行了分析。     

地下洞室梯段爆破振动效应分析

基于大型地下洞室开挖中,采用装药量较大的梯段爆破,本文探索了爆破振动传播规律及其引起的爆破振动效应;依据回归结果对爆破允许药量进行了核算,对峰值振速进行了预报,并对振动衰减规律进行了分析;引入数理统计中的置信概率,对回归分析的数据进行了可靠度的讨论,并对质点振动的主频分布进行了分析。     

爆破荷载作用下隧道围岩损伤范围

爆破荷载作用下岩体不可避免的会产生损伤,为了得到爆破荷载作用下岩体的损伤范围,根据应力波动作用和爆生气体的准静态作用,结合岩石破坏准则,对岩体在爆破荷载作用下的损伤范围进行了研究,得到了两者共同作用下岩体损伤范围的理论计算公式。结合福平铁路新鼓山隧道爆破掘进施工,对隧道周围岩体的爆破损伤范围进行了计算。结果表明,理论公式的计算值与现场实测值较为接近,验证了理论计算公式的合理性。对实际工程具有一定的指导意义。     

爆破荷载作用下隧道围岩损伤范围

爆破荷载作用下岩体不可避免的会产生损伤,为了得到爆破荷载作用下岩体的损伤范围,根据应力波动作用和爆生气体的准静态作用,结合岩石破坏准则,对岩体在爆破荷载作用下的损伤范围进行了研究,得到了两者共同作用下岩体损伤范围的理论计算公式。结合福平铁路新鼓山隧道爆破掘进施工,对隧道周围岩体的爆破损伤范围进行了计算。结果表明,理论公式的计算值与现场实测值较为接近,验证了理论计算公式的合理性。对实际工程具有一定的指导意义。     

基于人工智能方法的地下洞室群爆破振动速度预测

特大断面地下洞库爆破开挖工程中涉及到众多的影响因素,为了较准确地预测出爆破振动速度,引入支持向量机理论,建立最小二成支持向量机爆破振动速度预测模型(LS-SVM模型),该模型利用结构风险最小化来提高求解问题的速度和精度。采用该模型对某地下水封LPG洞库工程进行爆破振动速度预测,并与传统的萨道夫斯基回归公式模型(萨氏模型)和模糊神经网络模型(FNN模型)进行对比分析。分析结果表明:LS-SVM模型、FNN模型与萨氏模型的全局均方根相对误差RMSRE分别为4.68%、14.42%与19.33%;LS-SVM模型有14组数据满足预测模型泛化能力误差阀值(6%)的要求,而FNN模型与萨氏模型均不满足要求。因此LS-SVM模型在爆破振动速度预测中的预测性能和泛化能力均优于FNN模型及萨氏模型,可为多因素影响下类似工程爆破振动速度预测提供借鉴经验。     

基于LS-DYNA的某邻近洞室爆破振动模拟分析

根据某水电站地下导流洞拉槽爆破对于邻洞振动影响的测试实例,采用拉格朗日算法建立简化模型,模拟研究了隧洞开挖爆破过程中邻近洞室的质点振动速度特点,通过与实测结果比较分析爆破振动对既有洞室的影响。通过分析计算出了在邻洞爆破振动影响下隧洞周边质点最大振速度包络图,并证明模拟数据与现场测试数据一致。     

台阶爆破孔间延时时间优化模拟实验研究

为探究露天台阶爆破工程中孔间延时时间对爆破效果的影响规律,基于应力波与爆生气体共同作用理论,通过Ansys/LS-Dyna软件建立双炮孔三维实体模型,对比不同孔间延时时间下岩体应力、动能及破碎形态的变化规律,探讨了延时时间与岩体爆破破碎效果之间的关系,引入岩体完整性系数对延时时间的选取方法进行优化,并进行了现场试验验证。结果表明：孔间延时时间过小及过大,均不利于爆破能量的充分利用,存在一个爆破效果最优的孔间延时时间;数值模拟与理论计算得到的合理孔间延时时间基本相符,结合现场试验的岩体完整性表现,修正后的延时时间选取方法具有较好的适用性,在现场爆破参数优化调整后,爆破大块率降低了50%以上,为现场合理延时时间的确定提供了技术支持。     

隧道周边孔毫秒延时爆破围岩损伤数值分析研究

隧道爆破开挖引起的围岩损伤对隧道的安全施工和支护成本有重要影响,为研究隧道周边孔毫秒延时爆破对围岩损伤的影响,以重庆北大道隧道为研究背景,通过Hypermesh软件建立隧道34个周边孔三维数值计算模型,利用LS-DYNA软件计算得到不同爆破参数的围岩损伤,分析研究爆破损伤与孔间延时、药量和围岩岩性的关系规律。结果表明:孔间延时的取值对损伤范围有较大影响,孔间延时在一定范围内,损伤范围随着延时的增大而减小,当孔间延时继续增大时损伤范围趋于稳定值;损伤范围随着药量的增大而增大,当孔间延时增大时,不同药量的损伤范围差值逐渐减小。花岗岩的周边孔爆破损伤范围小于砂岩,不同延时下花岗岩周边孔爆破损伤范围变化较小,而砂岩的损伤范围变化较大。根据数值计算结果确定了现场周边孔爆破参数,隧道轮廓成型平整,较好地控制了爆破围岩损伤。     

循环爆破荷载作用下小净距隧道围岩累积损伤特性研究

明确多循环爆破推进情况下小净距隧道围岩损伤演化特征有助于施工安全和围岩稳定.依托福州地铁2号线某区段小净距隧道工程,基于LS-DYNA完全重启动技术,结合现场中夹岩声波测试结果,研究循环爆破荷载作用下该区段小净距隧道5个开挖进尺内围岩的累积损伤演化过程.结果表明:围岩损伤范围和损伤程度随爆破加载次数增加而增加,每一循环爆破荷载下各段别均对围岩有不同程度损伤,MS7和MS9段爆破荷载对围岩损伤最大;实测和模拟结果表明在多次爆破后中夹岩体损伤沿测孔深度方向呈圆角的斜"L"形状,近爆破处岩体损伤较大于远爆破侧;在同一监测断面内围岩的累积损伤尤以段间爆破加载损伤程度最大,随着隧道开挖推进岩体的损伤范围逐渐趋于稳定,监测断面9m范围外的爆破扰动基本不再对监测部位围岩造成损伤.研究成果可为现场围岩的加固提供参考,也可为类似工程的提供理论依据.     

爆破震动作用下地下洞室支护结构的动态响应分析

大跨度地下洞室顶拱锚喷支护结构在爆破震动作用下的稳定问题是决定地下厂房安全施工与运行的关键因素,运用动力有限元数值模拟,研究了该类型支护结构在爆破震动作用下的动态响应特点,得出了结构中峰值振速和峰值应力的分布规律.