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。     

下穿高速公路输水隧洞爆破振动响应分析

输水隧洞下穿高速公路爆破施工将导致路面振动,对路面结构稳定性产生不利影响,掌握爆破引起路面振动响应规律至关重要.因此,为研究隧洞爆破作用下高速公路路面振动响应特征,依托平潭及闽江口输水工程,以输水隧洞下穿既有G15高速公路为研究对象,采用现场振动监测和数值模拟方法,研究了隧洞爆破开挖引起上覆高速公路路面振动响应特征及衰减规律.研究结果表明:由于隧洞掏槽眼爆破药量最大,同时缺少临空面导致过大夹制作用,MS1段爆破引起的高速路面质点峰值振速最大;爆破引起的高速公路路面测点垂直方向峰值振速最大,可能导致路面动力沉降;隧洞已开挖部分的自由面,有效地削弱了爆破地震波效应,加快了爆破振动衰减.     

开挖爆破对邻近隧洞的震动影响研究

爆破震动对邻近隧洞的影响及其控制是水利、铁道、交通等工程建设过程中的关键技术问题。运用动力有限元数值模拟 ,研究了爆破震动对邻近隧洞的影响问题。比较了掌子面上的崩落、缓冲、光面等不同炮孔爆破、不同分段方式和起爆顺序对邻近隧洞的震动影响。在确定邻近隧洞周边峰值振速和峰值拉应力分布的基础上 ,分析了开挖爆破对邻近隧洞震动影响的关键因素 ,并提出了合理的起爆顺序和爆破震动控制措施。     

开挖爆破对邻近隧洞的震动影响研究

爆破震动对邻近隧洞的影响及其控制是水利、铁道、交通等工程建设过程中的关键技术问题。运用动力有限元数值模拟 ,研究了爆破震动对邻近隧洞的影响问题。比较了掌子面上的崩落、缓冲、光面等不同炮孔爆破、不同分段方式和起爆顺序对邻近隧洞的震动影响。在确定邻近隧洞周边峰值振速和峰值拉应力分布的基础上 ,分析了开挖爆破对邻近隧洞震动影响的关键因素 ,并提出了合理的起爆顺序和爆破震动控制措施。     

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。     

隧道爆破开挖作用下砂浆锚杆动力响应特征及安全控制研究EI北大核心CSCD

明晰隧道爆破开挖作用下砂浆锚杆的动力响应特征,保证锚杆支护系统的安全稳定是隧道高效建设及安全运行的关键。基于龙南隧道各级围岩爆破开挖工程,采用动力有限元数值模拟软件ANSYS/LS⁃DYNA,分别建立不同围岩级别、不同注浆龄期砂浆锚杆爆破开挖动力有限元计算模型,分析隧道爆破作用下各部位砂浆锚杆的动力响应特征与失效机制。研究表明,各级围岩爆破开挖时,隧道拱顶的锚杆振动速度与轴力均最大,锚杆部件端部为最危险点,沿隧道轴线方向,锚杆的振动速度与轴力均随爆破距离的增大而不断衰减;各部位的锚杆峰值振速随着注浆龄期的增加而减小,轴力随注浆强度的增加而减小,其剪力值也会减小;拱顶锚杆的轴力值与峰值振速具有线性关系,其与围岩级别以及龄期的大小有关,根据锚杆安全轴力可以计算得到不同围岩级别、不同养护龄期隧道爆破开挖砂浆锚杆的安全控制振速。     

地铁隧道爆破振动对地面的影响规律研究

为控制地铁爆破开挖引起的振动对地表建筑物的影响,需要探明爆破振动传播至地表过程中的衰减规律。通过中深孔爆破法进行现场试验,试验孔装药量对应实际工程中单段药量,模拟大连地铁1号线隧道爆破掘进作业,采用钻孔监测与地表监测相结合的方法,分别在地表和地表以下1.5 m,7.5 m和15 m深的孔内安置监测点,监测爆破振动在不同深度的质点振速。同时,利用FLAC3D软件对现场试验中各观测点质点振速峰值进行数值计算,分别采集试验与数值模拟的质点振速峰值,并通过萨道夫斯基经验公式进行回归分析。结果表明:地下爆破振速的监测结果较地表小,振速峰值约为地面的50%~64%;对比萨道夫斯基公式反算的振速与数值模拟计算结果,数值模拟得到的质点振速与实测结果更接近,可以通过数值模拟结果对萨道夫斯基公式进行修正以提高预测精度。     

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。     

隧洞开挖爆破空气超压诱发围岩振动机理

基于河北丰宁抽水蓄能电站地质探洞中爆破试验获取的监测数据,理论分析和数值模拟研究了隧洞开挖爆破空气冲击波超压诱发围岩振动的机理及特性。结果表明,小断面隧洞爆破空气冲击波超压较大并将诱发围岩振动,该振动具有振速高、持续时间长和衰减慢等特征;空气冲击波超压诱发的围岩受迫振动发生时间受空气冲击波传播速度控制;诱发振动可分为空气冲击波超压作用于前部围岩产生并经围岩传播过来的振动,和空气冲击波超压传播到围岩壁面直接引起的振动。数值模拟发现受迫振动经围岩传播时衰减很快,所以测点的振动主要是由于空气冲击波超压直接作用于洞壁造成的围岩振动。     

超近距并行管沟精确爆破开挖的模拟分析

为了探究超近距并行管沟爆破开挖对在役管线的影响,在现场实验的基础上,利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,研究了3种方案的爆破振动对在役管线的影响规律。结果表明:在爆破开挖作用下的现场实验和数值模拟中,在役管线质点在y方向的峰值振速均大于x方向与z方向的振速,且y方向的峰值振速在地面最大,管线迎爆面次之,背爆面最小;在其他条件相同的情况下,药包中心距离管线越远,钻孔越深,管线受到的爆破振动越小,管线受影响的范围越小。分析得到方案2为超近距并行管沟爆破开挖的最优方案,对实际工程具有一定的指导意义。     

武隆小净距隧道掘进控制爆破技术

针对武隆隧道小净距段爆破施工必须严格控制爆破地震效应的特点,提出了可行的爆破开挖方案,并根据爆破地震效应的实测研究结果分别给出了隧道净距为7~12 m和4~7 m 2种工况的爆破参数和设计图表。所提出的掘进控制爆破技术在施工中的应用表明,爆破方案和爆破参数设计合理,爆破开挖未产生过大的超挖和围岩扰动,有效地保证了隧道围岩的稳定。隧道净距为7~12 m和4~7 m时的振动监测表明,临近后洞掌子面的前洞边墙最大振动速度为16.75 cm/s和12.07 cm/s,满足爆破安全规程的振动控制标准。     

新建隧道爆破震动对既有隧道影响的数值分析

新建复线隧道与既有隧道的净间距一般都较小,因此,复线隧道施工爆破对既有隧道会有较大的影响.采用MIDAS/GTS软件对既有隧道受邻近新建隧道爆破震动影响进行了研究.结果表明近距离爆破会对既有隧道衬砌安全性产生很大的影响,需采用相应的措施来减小爆破振动对既有隧道衬砌的扰动.最后提出了隧道爆破施工中减轻振动的几种措施.     

隧道掘进爆破新技术的探讨

近年来，我国交通事业飞速发展，交通隧道的建设越来越多，研究和发展新的隧道爆破技术已引起工程界的关注。本文通过现场试验，研究、探索一种新的隧道爆破技术—隧道无槽掘进爆破技术，加快隧道掘进中的钻爆工序，对实现隧道的快速掘进具有重要意义。     

累积效应下初支混凝土爆破损伤规律研究

为研究初支混凝土在循环爆破荷载作用下爆破损伤的累积效应,通过引入等效距离和等效药量的概念,代替爆心距和最大段药量对萨道夫斯基经验公式拟合得到质点峰值振速的衰减公式,根据爆破损伤经典公式,推导了爆破损伤增量公式。通过分析质点峰值振速和损伤增量随爆破次数和等效距离变化的关系,得到了初支混凝土在循环爆破荷载作用下的爆破累积损伤规律。研究结果表明:累积损伤随爆破次数增加而增大,但损伤增量却逐渐减小,两者变化皆呈现出非线性关系;临近爆源的几组测点在经过循环爆破后初支混凝土的累积损伤已达到损伤界限;损伤增量随等效距离变化的关系与质点峰值振速衰减规律具有相似性,且两者具有较高线性相关性。     

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。     

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。     

新柳林河隧道掘进爆破对既有隧道的影响

复线隧道工程中,施工爆破对既有隧道会有较大的影响,对保障既有隧道的安全运营具有重大意义。结合新柳林河隧道临近营业线爆破掘进施工工程,采集了爆破掘进作业中既有隧道迎爆侧和背爆侧的墙中、底板测点振速,且跟据工程地界图建立数值模型,将监测的现场数据和数值模拟数据对比分析。结果表明：迎爆侧受爆炸应力波的直接入射破坏,以水平应力为主,径向振速大于其它2个方向的振速;迎爆侧边墙偏上为最危险区,起拱处次之,底板相对安全;根据分析结果优化了爆破参数,提高了施工进度,同时也保证既有隧道的安全运营。     

京张高铁草帽山隧道爆破振动效应分析

为研究隧道爆破振动效应的变化规律,依托草帽山隧道工程,对现场实测爆破振动数据进行处理分析。首先,依据现有的爆破振动预测方程,归纳得到适用于本隧道工程的爆破振动强度预测模型。然后,利用小波包分析对实测信号进行处理。结果表明:随着最大单响药量的增大及爆心距的增加,爆破低频带能量占有百分比呈升高的趋势;一般构筑物的自振频率位于较低频带,因此隧道爆破施工很大程度会引起周边建筑物产生共振现象。提出适用于本隧道工程的控制爆破措施,并通过爆破振动强度及小波包能量分布规律验证了其可行性。     

城市复杂环境下敞开式盾构隧道硬岩松动爆破

盾构法掘进施工中孤石和基岩侵入已成为影响掘进效率,造成掘进成本提升的重要影响因素.结合城市复杂环境下敞开式盾构隧道硬岩爆破工程实践,具体介绍了盾构隧道硬岩松动爆破参数设计选取方法和安全防护措施,并采用LS-DYNA动力学有限元软件对爆破参数合理性进行数值仿真验算.爆破效果表明:爆破后掌子面存在部分爆坑,裂隙呈龟裂状,为...     

临近既有线的新隧道开挖爆破减震技术

在与既有隧道的间距很小的情况下进行新隧道的开挖爆破 ,应不影响线路的正常运营 ,为此必须采取一系列控制爆破震动的技术措施。本文论述了所采取的各种减震措施 ,其中包括开挖顺序、掏槽形式、循环进尺的确定 ,微差爆破的使用以及周边空孔的设置等。此外 ,还介绍了爆破震动监测