【摘 要】
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近几年来,随着爆破在开挖方面的广泛应用,由爆破振动诱发的边坡扰动问题已经成为边坡类工程施工中的一大安全难题。因此,有必要对爆破荷载作用下边坡的稳定性进行深入的研究。本文以某核电站基础建设爆破开挖工程为例,通过将理论、实测数据和数值模拟进行综合考虑,对爆破开挖过程中边坡的稳定性进行分析,具体研究与结论如下:(1)对爆破振动波的传播机理、类型、相关参数以及目前预测爆破振动强度的方法进行详细分析,然后对
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近几年来,随着爆破在开挖方面的广泛应用,由爆破振动诱发的边坡扰动问题已经成为边坡类工程施工中的一大安全难题。因此,有必要对爆破荷载作用下边坡的稳定性进行深入的研究。本文以某核电站基础建设爆破开挖工程为例,通过将理论、实测数据和数值模拟进行综合考虑,对爆破开挖过程中边坡的稳定性进行分析,具体研究与结论如下:(1)对爆破振动波的传播机理、类型、相关参数以及目前预测爆破振动强度的方法进行详细分析,然后对对爆破振动波的频率进行了分析,更深入地了解爆破振动波的相关特性,最后对爆破振动下边坡稳定性的影响进行分析。(2)通过确定爆破设计方案进行现场试验,将监测到的峰值速度、振动频率分别结合萨道夫斯基公式和爆破振动频率计算公式进行回归分析,得到边坡测点振动速度和振动频率变化公式,并初步确定边坡质点的振动速度阈值。(3)运用ANSYS软件结合有限元强度折减法对爆破施工前边坡建立模型进行了分析,得到边坡的位移和应变分布情况以及滑动面的形状;另外依据边坡破坏的判别标准确定了现场边坡稳定性安全系数为1.83,为现场爆破施工提供参考理论。(4)采用ANSYS/LS-DYNA软件建立边坡模型,对爆破振动作用下的边坡稳定性进行分析。在单次爆破时边坡处于稳定状态,坡顶振动位移和坡脚有效应力响应最为突出,且坡顶存在振动速度放大效应;多次爆破时,当爆破振动荷载达到一定值后,坡顶的位移会出现不收敛现象,坡脚的应力超过了边坡岩石的极限应力强度,边坡发生失稳破坏。结合爆破安全规程的标准,得到边坡的坡顶和坡脚两处的最大安全振动速度阈值分别为V=10 cm/s,V=21 cm/s。(5)通过获取的现场爆破施工监测数据,依据“速度-频率”双因素分析得出,边坡各监测点速度峰值均小于振动速度安全阈值,边坡岩体没有出现损伤现象;振动频率变化情况主要表现在坡顶位置出现了增大现象。将实测与模拟结果对比,证明了前文数值模拟分析的准确性。
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