水压爆破的聚能效应及对路基振动的控制研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong583
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在开展交通建设项目时常面临边坡、路堑和隧道施工,不可避免要使用爆破技术进行开挖。常规爆破技术的炸药利用率低、粉尘浓度高、易造成超挖和欠挖,同时对临近构筑物的振动影响较大。而聚能水压爆破技术具有定向破岩、改善超挖欠挖和减少围岩扰动等优势,应用前景广阔。本文以峨眉至汉源高速公路某段路基的征地线与批准矿区开采点相覆盖的问题为背景,采用文献调研、现场勘察、理论分析和数值模拟的方法,对聚能水压爆破在围岩中的动力响应特征以及对降低围岩振动的效果进行了研究。主要研究结论如下:(1)分析了聚能水压爆破的聚能效应、影响因素、荷载特征和加载方法,以及聚能射流对岩体的侵彻作用。聚能作用主要是由于聚能管结构的变化形成高速射流和低速杵体,聚能射流与炸药性能、不耦合系数和聚能管结构有关,合理设置相关参数将有利于聚能射流的形成,射流长度和射流速度越大,则侵彻深度越大,定向破岩效果越明显。(2)揭示了聚能水压爆破的爆轰波传播特征和对岩体的侵彻规律。采用数值模拟分析表明:聚能水压爆破的聚能方向和非聚能方向的孔壁爆轰应力相差约11.68倍,聚能角反射的能量会传播到岩体形成二次加载,最高的为初次加载的68.53%;聚能水压爆破造成的破碎区长轴和短轴半径分别为炮孔半径的3.38倍和2.14倍,定向破岩效果明显。此外聚能水压爆破对光爆层的破坏在不同方向作用差异较大,聚能方向形成宽裂缝以及部分裂纹,伴生聚能方向主要形成长裂缝以及角部细裂纹,非聚能方向的反射拉伸应力相对较小,主要形成分布稀疏的裂纹。(3)对比分析了不同爆破方法的破岩效果和应力状态差异。聚能水压爆破与常规爆破对岩体的损伤差异明显,聚能水压爆破造成的破碎区面积约为常规爆破的1.9倍,聚能方向的破碎长度约为常规爆破的1.863倍,产生的炮孔应力是常规爆破的3.39倍,但在非聚能方向的峰值应力仅为常规爆破的0.293倍,其聚能定向射流效果和非聚能方向护岩作用均十分明显。(4)结合工程问题验证了聚能水压爆破保护围岩的效果。采用聚能水压爆破的非聚能方向孔壁应力和常规爆破孔壁应力施加等效荷载模拟回龙矿爆破对路基的振动影响。结果表明:爆破振动波最先传递至路基左下角第一台阶位置,在x方向造成的振动最大,常规爆破造成的振动达6.392 cm/s,而聚能水压爆破造成的振动为2.067 cm/s,相对于常规爆破降低了67.66%;根据规范,常规爆破对路基产生的振动影响不满足安全要求,而聚能水压爆破对路基产生的振动可满足安全要求,验证了聚能水压爆破对岩体的保护作用的特点,并针对该工程提出了施工过程中在技术上和安全管理上来降低振动的对策和建议。(5)研究设计了一种可以在炮孔内部按照岩体强度类型调整不同聚能角度的聚能管。通过数值模拟分析了其破碎效果和应力状态,该结构适合辅助眼、周边眼和底眼协调爆破。并可以按照不同需求调整装药长度和聚能方向,操作简单,效果明显,提升了工程质量,提高了工作效率。
其他文献
由于燃油车的环境污染和石油资源的不可再生,国家大力倡导和发展新能源产业,电动汽车迎来了自己的春天,随着销量的不断增长,弊端也日渐凸显,续航里程短、充电难和充电慢等问题成为了电动汽车发展的阻碍。因实现同时拥有大容量与轻质量的电池技术一直未能出现,汽车轻量化成为了电动汽车厂商重点关注的问题之一。保证汽车安全性和使用耐久性是进行汽车轻量化的前提条件,汽车碰撞安全是消费者购买汽车最为关注的指标之一,提升碰
学位
随着世界经济与科技的快速发展,智能化时代拉开序幕,自动驾驶技术的发展和应用也备受人们的关注。其中轨迹规划和跟踪控制作为自动驾驶的关键技术,决定着自动驾驶汽车在行驶过程中的安全性和稳定性。针对规划安全性和控制鲁棒性等问题,进行自动驾驶汽车结构化道路避障轨迹规划及轨迹跟踪控制算法研究,能够有效提高自动驾驶汽车的避障系统性能。本文具体研究内容包括以下几个方面:(1)局部避障轨迹规划。针对自动驾驶汽车避障
学位
城市地下综合管廊是一种敷设于路基下方的新型市政结构,近年来综合管廊越来越多的参与到了城市的建设当中。当管廊和路基以软土为地基的情况下势必会造成路基整体失稳和沉降等诸多工程问题。本文以某实际管廊工程为依托,以MIDAS GTS有限元分析软件为工具,将两者结合建立软土地基管廊路段道路模型,分析数据并得到管廊路段路基沉降的特殊性规律,通过采取变刚度复合地基和管廊过渡段侧板的措施,极大地控制了路基的各种沉
学位
随着城市土地利用趋向于综合化,综合开发地块中不同性质用地的停车需求具有互补性,因此综合开发地块的总停车需求由于各自停车需求高峰的“错时”现象而得以降低。然而,目前计算综合开发项目泊位规模的计算方法通常只考虑各单一性质用地的停车配建指标后,做简单叠加,从根本上忽略了土地综合开发模式下共享停车行为的产生机理以及城市不同发展区位差异性等重要因素,致使综合开发地块停车泊位资源的配置粗放化,难以精细反映停车
学位
本文针对现在隧道洞口处光环境较差导致交通事故频发的现象,提出通过在隧道洞口处设置不同颜色和材质路面的形式来改善隧道洞口处光环境。开展了不同颜色和材质路面在不同光源下的亮度照度实测试验、夏季最不利工况下的隧道洞口处实车实验、基于DIAlux的室内动态仿真模拟试验、层次分析法的模糊综合评价模型构建和基于Sketch Up和Lumion的室内动态仿真模拟试验,结合相关眼动参数和心理满意度评价对隧道入口处
学位
沥青路面抗滑特性是判断路面安全性的关键指标,而优异的抗滑特性也是保证车辆安全的最有效手段。本文依托贵州省公路局科技项目,使用安顺地区大量的玄武岩和石灰岩为研究对象,按不同比例掺配制备的沥青混合料为主要研究对象,分析了各种条件(水流量、荷载)下的抗滑性能和衰减规律。论文的主要工作如下:首先,系统分析了沥青路面抗滑特性的形成机理、影响因素以及抗滑指标测试方法。针对玄武岩与石灰岩进行基本性能测试,通过不
学位
大变形是隧道工程的难点和热点问题,目前尚未得到较好解决。随着隧道工程逐年向长、大、深埋方向发展,特别是隧道穿越高地应力软岩地段时,发生大变形不可避免,严重影响隧道施工安全及运营状况。当隧道发生大变形时,以增加支护刚度为主的支护理念中占主导地位。强支硬顶的支护手段在抑制围岩变形的同时诱发了极大的形变压力,导致钢支撑因受荷过大而产生扭曲、喷射混凝土开裂、二次衬砌开裂等问题。预应力锚索支护由此应运而生。
学位
近年来,我国公路交通基础设施建设发展迅速,但在推动经济发展的同时,对路域环境也造成了很多负面影响,交通噪声是交通运营中的主要污染物之一,影响着人们的出行体验和身体健康。低噪声路面的使用能一定程度降低交通噪声污染,其中,聚氨酯高弹多孔路面(Polyurethane Porous Elastic Road Surface,简称PERS)凭借多孔吸声、高弹减振的耦合降噪特性,表现出极其优异的降噪功能。但
学位
随着我国公路建设里程的不断增加,路网的逐渐完善,对路面功能性的要求也越来越高。高弹多孔混合料属于功能性面层材料,具备降噪、排水、除冰等复合功能。该混合料以聚氨酯作为胶粘剂,以砂石和橡胶颗粒为集料,具有弹性高、空隙率大的特点,具备良好的路用性能。目前制约高弹多孔混合料进一步推广应用的问题之一是层间脱粘,进而导致路面发生拥包、推挤等病害。因此,本文针对高弹多孔混合料的粘层力学行为和处置技术展开研究。首
学位
我国可溶岩层分布面积达到了344.3万平方公里,占国土面积的1/3,因此隧道在建设过程中经常会穿越岩溶区,甚至不可避免地要穿越岩溶发育区,衬砌背后空洞作为岩溶隧道常见的质量缺陷,严重威胁隧道运营安全。本文首先对上古隧道进行衬砌背后空洞及渗漏水病害调查,总结岩溶隧道衬砌背后空洞及渗漏水病害特征;其次对岩溶隧道衬砌背后空洞成因及外水压力进行研究,对空洞作用下衬砌渗漏水病害成因展开理论分析;接着基于混凝
学位