论文部分内容阅读
随着中国国民经济的快速发展,不断地出现了各种各样的隧道和地下工程。钻爆法施工作为一种快速、经济有效的岩体开挖方法,也是隧道建设中最主要的开挖方式。但是钻爆法施工在破岩的同时,会在岩体内部产生强烈的振动,引起既有隧道衬砌结构的受力状况发生变化,使其物理力学性质劣化。因此可能会危及到隧道衬砌结构的稳定性,一旦处理不当将会造成巨大的人身伤害和经济损失。本文根据爆破地震波自身的特点,以在建的重庆江津至贵州习水高速公路工程之一——四面山隧道为工程依托,通过理论分析,将爆破荷载施加在开挖边界上,应用软件ANSYS动力分析程序,对四面山隧道初期支护的爆破振动动态响应问题进行了分析,提出了二次衬砌施工的安全距离。其主要内容如下: ①提出了论文研究的目的及意义,分析了国内外爆破振动对隧道衬砌结构影响的研究方法和爆破振动的评判标准。对岩体的爆破作用机理、地震波的分类及参数进行了阐述,并对影响爆破地震波的主要因素进行了分析。 ②对四面山隧道工程地质特征进行了详细的分析,包括隧道支护参数、地层结构、水文地质特征和隧道爆破施工方案等,为后面的数值分析做好准备工作。 ③通过对砂岩Ⅳ级围岩段隧道掘进爆破开挖的三维数值模拟,研究了隧道初期支护各关键部位的峰值振速和最大主应力峰值沿隧道纵向(Z轴)的分布规律。可以得出:在掘进同一断面上,隧道各部位分析点的峰值振速和最大主应力峰值是不同的,且初期支护各关键点随着距掌子面距离的不断增大,其峰值振速和最大主应力峰值也在不断的减小。 ④以安全振速为评判指标分析了隧道在爆破荷载的作用下掌子面和二次衬砌的安全距离。绘制了控制断面上分析点不同方向上的速度峰值曲线图,分析得到不同断面最大振速随着间距增加的衰减规律,从而确定了二次衬砌结构和爆破掌子面之间的安全距离。可以得到:随着爆破掌子面与二衬混凝土间距的增加,峰值振速不断减小。在同一断面上,应以拱顶部位Z方向和Y方向的峰值振速作为重点监测目标。对于Ⅳ级围岩,当掌子面和二衬衬砌的距离为43m时,可满足爆破规程对二次衬砌安全振速的要求。