爆破震动对公路边坡稳定性影响的数值模拟

山区公路的施工过程中，往往采用爆破的方法进行开挖。在爆破震动作用下，公路边坡的稳定与否直接涉及到施工的安全与经济，并对今后的运营安全有重要影响。用非线性动态有限元DYNA^2D程序对爆破震动作用下的边坡进行了数值模拟，分析了爆破过程中边坡体中应力、速度和加速度的分布和传播规律，以及边坡观测点的位移，并与实测结果进行了对比。研究表明；所采取的爆破方案是切实可行的，数值模拟结果为实际工程施工提供了依据。     

气压条件下顶管穿越岩层爆破施工的数值模拟

针对气压条件下过海钢顶管穿越岩层的施工,运用商用程序对各种工况进行了数值模拟,得到了超近距离加压条件下爆破对工具头及其周围土体的影响数值,再利用计算结果对方案进行评价。计算结果表明：对于加压条件下超近距离的光面爆破,堵塞的长度对爆破效果影响最大。     

BIM技术在隧道施工仿真及信息化监测中的应用研究

隧道钻爆法施工会对近接隧道结构造成扰动,影响隧道结构安全。为使爆破施工造成的影响降到最低,基于BIM隧道模型、三维地质模型,采用有限元数值模拟得出施工过程中不同爆破荷载下近接隧道监测点的位移、合速度与爆破隧道开挖进深的关系;将数值模拟得出的位移、合速度最大值设为信息化监测平台的控制值;建立数据库,将监测信息进行采集、导入和储存;施工人员通过信息化监测平台对现场监测结果进行评估,并对施工方案进行优化调整。将该平台应用于珠海大横琴山隧道项目,对大横琴山隧道衬砌结构进行位移、合速度监测,并将监测结果进行反馈,优化施工方案,从而实现隧道施工仿真模拟和信息化监测,有较提升了隧道安全事故的可防性。     

空间交叉隧道爆破施工动力响应分析

针对新建引水隧洞爆破施工对既有铁路隧道的振动影响等问题,文章根据施工现场实际情况,通过查阅资料,理论分析和数值模拟分析等方法,计算了隧洞爆破对铁路路基和接触网钢筋混凝土支柱的振动影响;采用数值计算方法分别模拟了爆破振动在距离既有铁路隧道80 m、100 m和120 m三个典型工况的影响分析;结合施工现场实测数据,结果表明:爆破施工振动对衢宁铁路古田隧道的振动影响处于安全稳定状态。但隧洞爆破施工下穿至既有铁路隧道中心正下方时,产生的振动速度较大,会超过振动速度安全控制值3.0 cm/s,需要在施工阶段进一步减小最大段装药量和减小进尺来达到控制振动速度的目的。     

既有城市隧道扩建施工方案初步探讨

新红岩隧道为新建成渝铁路控制工程,为既有隧道扩建施工,隧道位于繁华的重庆市区,洞身上部多居民点分布,施工环境极其复杂,施工方案的研究是隧道设计的重点。文章根据隧道施工沉降及爆破对地表建筑及居民的影响,通过FLAC数值模拟,分析不同埋深隧道的施工沉降规律,结合地表建筑爆破振动安全允许值,确定新红岩隧道的施工方案及临时安置,可供类似城市隧道施工参考。     

隧道近接穿越古迹爆破施工安全控制技术

为了降低隧道爆破施工对临近古迹等敏感建筑物的安全威胁,依托新建石板沟一号公路隧道工程,通过现场监测和数值模拟,揭示了不同掏槽眼型式与传播介质参数对临近古迹的减振规律。对上台阶全断面爆破施工阶段进行监测,发现影响控制点振速峰值的主要因素为掏槽眼爆破,其中寺内水平向振速V_R显著较大;在爆破断面距寺庙约60 m处V_R达到0.961 cm/s,即将超出1.0 cm/s的安全限值,建议以60 m为分界线调整爆破方案。为兼顾施工效率和爆破减振,利用数值模拟对掏槽型式与台阶法施工参数进行研究,结果表明,掏槽型式与仰拱开挖对控制点的影响具有区段性,采取斜眼掏槽型式、及时开挖仰拱、增大台阶长度和台阶高度分别能够减小控制点振速峰值0.071 cm/s、0.039 cm/s、0.097 cm/s、0.065 cm/s。为保证工程顺利进行,最终提出三区段小导洞先行爆破施工方案和相关辅助减震措施,有效控制了隧道爆破对古迹的振动影响。     

青岛小净距海底隧道爆破振动响应研究

介绍青岛胶州湾海底隧道的工程概况和邻近隧道爆破控制的研究现状。由位于断层破碎带f3-1中的典型断面ZK5+607的几何参数和地质资料构建三维尺寸为215m×86.1m×60m的数值计算模型,对后行隧道上台阶掏槽眼的爆破效应进行分析。采用国际上常用的计算模式模拟爆破荷载,根据FLAC3D动态计算的特点,将爆破荷载以等效应力的方式加载于模拟炮孔之上。以控制点振速峰值和塑性区体积为标准对施工方案进行优选,分析认为施工中应尽量减小各掌子面纵向间距、严格控制掘进进尺和装药不耦合系数、施作中空孔。用优选的方案进行研究并得出结论:爆破施工对海底隧道岩石覆盖层的影响范围在15m之内;施工洞和服务洞的围岩振动影响较大,且爆破工作面前方的爆破振动强度大于后方,在其影响范围内应注意加强监控量测并推迟二次衬砌的施作;施工洞拱部、先行洞迎爆面边墙是爆破振速峰值最大的部位,施工洞拱部出现了应力集中现象和拉应力区,施工中应加强支护。     

临空面对爆破震动强度影响的数值研究

现有岩体爆破破碎理论中,临空面都发挥着极为重要的作用,利用临空面的破岩作用来达到降震的目的成为研究的重点。然现有研究多是理论探讨和现场试验,数值模拟方面鲜有涉及。本文采用LS-DANY有限元程序,定量分析了不同临空面数量时隧道结构的爆破震动响应,从数值上探讨了临空面对隧道爆破震动响应的影响机理;并结合西康二线小瓢沟隧道爆破开挖施工时既有大瓢沟隧道的振速实测数据,验证了数值模拟的合理性。研究结果表明,隧道爆破开挖施工中临空面的合理构造可有效降低既有结构的震动响应,所得结论亦可为新建隧道钻爆施工方案的优选提供理论依据。     

爆破地震波作用下建筑物动力响应分析

通过对一片砌体墙进行数值模拟,采用地铁隧道施工沿线爆破的振动现场实测振动数据,并进行调幅,对比分析墙体的破坏规律.通过分析结果评价隧道爆破施工对建筑物产生的破坏影响,并探讨爆破施工过程中安全的控制振速.     

下穿隧道施工对高速公路影响的三维数值分析

高速公路横向下穿隧道施工,易诱发上方路面沉降,尤其是不均匀沉降,影响公路正常运营。结合某倒吸虹隧道支护结构设计和施工方案,运用数值模拟分析手段,对下穿隧道施工进行了三维动态数值模拟,重点分析了隧道建设对上方高速公路路面沉降的影响,评估了隧道支护结构设计和施工方案的可行性。     

颗珠山爆破边载对东海大桥动力响应分析

施工爆破往往对既有的临近建筑物的影响很大,针对这种边载效应可能造成的危害,结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,基于圣维南原理,将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔联心线或者面上,以模拟爆炸作用。采用三维实体模型等效模拟计算分析了东海大桥在远场爆破施工对既有主体结构稳定性影响,计算了结构不同位置、不同工况的振动响应和不同距离的最大单响药量,在此基础上,分析了桥梁主体结构受爆破边载影响的危险区域,提出了不同距离的药量控制。     

某路堑边坡爆破开挖有限元数值模拟研究

根据某路堑边坡爆破开挖工程,采用有限元模型进行数值模拟,分析爆破振动波在边坡介质中的应力场、位移场、速度场等的传递规律,并且结合爆破振动监测,分析了爆破开挖对路堑边坡稳定性的影响。该分析结果为实现爆破施工安全、保持边坡稳定提供了帮助。     

爆破荷载在数值计算中的等效施加方法研究

针对目前爆破荷载数值模拟中施加荷载方法的不足,在分析了各种荷载施加方法的特点及不同爆破数值模拟的目的和要求,利用圣维南荷载等效原理,提出了爆破荷载的等效施加方法,即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔联心线或者面上,以模拟爆炸作用。数值仿真结果表明,等效荷载施加方法在近区存在一定差异,但在中远区吻合得较好。利用该等效荷载施加方法,分析了某沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响,分析结果与现场实测结果进行了比较,结果表明,等效方法和现场试验结果的位移和振速在量上比较接近,进一步说明等效荷载施加分析方法是合理的,该方法为爆破振动动力问题数值分析提供了借鉴作用,可供类似工程参考。     

开挖爆破对下方高铁隧道振动影响研究

在已有隧道附近进行爆破施工是工程建设中的重点和难点问题,需制订合理的爆破方案和监测方案。以康坂隧道为工程依托,基于该隧道与下方杭深高铁温福段东盛隧道之间的位置关系,为了减小对东盛隧道衬砌的影响,制订了专项爆破施工方案和监测方案,分析了爆破引起的振动对东盛隧道稳定性的影响。通过对收集到的数据进行分析,验证了施工方案和爆破参数设置的合理性。     

钻爆法施工对邻近埋地管道影响的现场实测与数值模拟分析

当城市地铁采用钻爆法施工时,隧道爆破施工产生的爆破地震波将对邻近埋地管道产生不利的影响,加大施工难度和风险。文中以大连市地铁一号线为工程背景,采用现场实测和数值模拟相结合的研究手段,对钻爆法施工过程中爆破地震波在岩土体内的衰减规律及埋地管道的爆破振动响应进行了研究。结果表明:管道和地表沉降时程曲线大致呈指数分布,两者趋势一致。管道沉降监测点的直接监测值和间接监测值呈一定的比例关系,且前者大于后者。数值模拟得到的爆破地震波衰减规律与实测结果基本一致,说明地铁隧道采用钻爆法施工时,借助数值模拟研究爆破振动效应是可行的。依据现场实测数据,建立了能够反映地铁隧道采用钻爆法开挖时爆破地震波的传播规律的质点萨道夫斯基预测公式,在后续隧道采用钻爆法施工时,可以参考萨道夫斯基公式并结合现场实测数据来不断的调整和完善爆破参数,从而指导地铁隧道后续阶段的施工。     

爆破开挖路堑对罗依溪隧道安全影响的数值分析

以永顺至吉首高速公路上跨焦柳铁路隧道(铁K1041+256,罗依溪隧道)路堑的爆破开挖为研究对象,通过数值模拟了爆破荷载对隧道主体结构安全影响因素,并提出了详细的爆破方案,实践证明该方案对隧道、边坡位移及整体稳定性影响不大。     

小净距隧道爆破施工减震措施研究

针对先、后行洞在爆破施工中存在的震害问题,以七冲村特大断面小净距隧道为工程背景,通过建立动态分析有限元模型,对爆破施工过程中震动波的传播机制进行了分析;结合数值模拟结果,采用了以微震爆破施工和衬砌背后注浆为主的减震措施。研究结果表明:基于围岩变形和衬砌结构受力监测数据,先行洞受后行洞爆破施工的影响非常有限,其围岩变形和衬砌结构受力均处于合理范围之内。     

基于时程分析的斜拉桥爆破边载作用下力学特性

目前关于大跨度斜拉桥的研究主要集中在地震研究领域,关于爆破冲击波对大跨度斜拉桥动力响应分析的研究较少。施工爆破往往对既有的临近建筑物的影响很大,针对这种边载效应可能造成的危害,论文结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,基于圣维南原理,将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔联心线或者面上,以模拟爆炸作用。采用三维实体模型等效模拟计算分析了远场爆破施工对东海大桥既有桥体结构稳定性的影响,计算了结构不同位置、不同工况的振动响应,分析了考虑土体参数的变化与断层时对整桥结构动力特性的影响,在此基础上,分析了桥梁结构受爆破边载影响的危险区域,提出了不同距离的药量控制,可为类似工程提供借鉴。     

地下洞室施工开挖三维动态过程数值模拟分析

根据地下洞室施工开挖程序和锚固施工方法 ,提出了大型地下洞室施工开挖过程动态模拟的三维有限元数值分析方法。依据岩体破坏特性和弹塑性力学耗散能原理 ,给出了施工开挖动态优化的评估指标和方法 ,并对施工爆破和锚固支护方式等因素进行了模拟分析     

爆破振动对周边建筑物影响的三维数值分析

由于爆破施工振动对周边建筑物影响引发不少民事纠纷,已成为社会关注焦点,以中山市某工业厂房附近山坡爆破试验场地为例,论述了基于有限差分软件FLAC 3D的爆破振动对周边建筑物影响的数值分析方法,模拟结果表明爆破振动三向速度峰值大小为Z向>X向>Y向,模拟计算结果与监测数据总体一致,采用数值分析方法与采用现场监测方法进行爆破周边建筑物安全界定评判结果一致,研究成果可为今后爆破施工周边建筑物的安全评估提供参考和借鉴。