彭怀德[1]2013年在《爆破施工对邻近隧道影响及安全综合防护研究》文中进行了进一步梳理钻爆法是山岭隧道工程的主要施工方法,而爆破产生的爆破载荷必然会对周围的岩体和结构造成影响甚至破坏。隧道工程中研究如何监测与控制爆破荷载作用下的爆破振动,对于防止既有隧道内的结构遭到破坏和安全事故的发生,以及减少财产损失和人身伤亡,具有重要的现实意义和实用价值。本文以岩石爆破机理和爆破地震波的相关理论为基础,利用地质雷达对既有隧道衬砌结构进行了检测,并用萨道夫斯基预测公式预测爆破振动速度,运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件建立叁维模型,对既有隧道衬砌受爆破动荷载影响进行了数值分析,最后提出了一套减少工程爆破事故的综合防治方案,并提出了一些具体的工程管理措施和技术方法。本文研究的主要内容和结论如下：(1)通过对既有隧道衬砌的检测,现场观察,结合具体工程地质资料,掌握了既有隧道的工程概况和病害特征,为接下来的监测工作提供了科学依据。(2)通过现场多次爆破振动监测试验,获得了隧道工程爆破振动速度的经验计算公式,并对爆破振动速度值进行了回归分析。(3)利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立叁维模型,对隧道爆破动荷载效应进行了数值模拟分析,获得了邻近既有隧道内质点振动速度、位移、和最大主应力等数据曲线和图谱,了解了爆破载荷对既有隧道影响的规律和特征。(4)通过分析工程爆破事故成因,提出了综合防治爆破事故的方案。立足国情,分析了完善国家法律体系对整个工程安全行业的重要性,提出在隧道工程爆破安全管理中,采取“以法律促管理,以管理遏事故”思路；结合工程实例,针对工程中出现的问题,列举具有实际意义的工程管理措施和技术方法。
毛晖[2]2004年在《建筑物爆破震动的安全控制技术研究》文中研究指明爆破震动对建筑物具有极大的危害，早已引起国内外学者的广泛关注。本文通过理论分析和现场检测相结合的方法，针对爆破震动对城市建筑物的影响等进行了探讨，对现场采集的大量数据进行了分析，并对爆破震动对不同建筑物的影响特点进行了分析，结合当前国内外爆破震动的破坏判据，提出了减小爆破震动对建筑物的安全控制措施。 同时也初步研究了多层建筑物对爆破地震波主频率的动态响应特性，指出多层建筑物的高度对爆破质点振动速度具有一定的放大作用，爆破地震波主频率对这种放大作用有较大的影响，主频率越低，则质点振动速度的放大率就越高。如主频率低到接近或等于多层建筑的自振频率，则有可能发生共振现象，致使多层建筑遭受严重破坏。
苏鹏[3]2013年在《城市硬岩重迭隧道施工关键技术研究》文中研究指明近年来,随着重庆市经济的快速发展,城市人口、车辆数量急剧增多,城市交通拥挤问题日益突出。城市地铁建设则成为了缓解城市交通压力的有效措施,随着城市地铁的不断发展建设,城市地下地铁区间隧道往往不得不采用重迭隧道穿越,因此小间距重迭隧道屡见不鲜。考虑到重庆市特殊的地质特点-水平层状围岩,结合依托工程的结构特点-超小净距重迭结构形式,同时依据城市地铁施工环境特点-既有建筑物分布密集和人员流动性大,并综合大龙山车站区间隧道实际施工工法和施工情况,本文从以下几个方面进行了研究：(1)中厚水平层状岩小净距重迭隧道爆破震动作用下破坏机理及模式研究,应用数值分析通过对先上后下、先下后上两种施工时序时单、双洞开挖洞周岩块脱落、层面开裂、层面滑移等多因素综合分析,得到中厚水平层状岩条件下单、双洞开挖围岩破坏模式及破坏特征。(2)中厚水平层状岩小净距重迭隧道施工关键技术研究,结合重庆地铁六号线,通过对先上后下、先下后上两种施工开挖时序、全断面、台阶两种施工工法以及先后行洞全断面不同开挖步距下围岩开挖破坏模式、围岩位移、围岩主应力、围岩塑性区、支护结构内力等施工安全性综合分析比较结果,同时结合施工经济、便捷性等因素考虑,最终得出了最佳开挖时序、施工工法以及先后行洞的开挖步距。(3)中厚水平层状岩小净距重迭隧道施工相互影响研究,基于对上下重迭、斜交45度、水平平行叁种空间位置关系不同净距工况下隧道施工横、纵向影响规律及特征研究结果,并综合其围岩应力评价、初期支护内力分区准则及其划分标准,得出了双隧道施工横、纵向影响分区范围。(4)TBM通过对中厚水平层状岩小净距重迭隧道结构安全性影响研究,基于TBM通过隧道时对二衬结构的安全分析,得出了TBM通过隧道时,其对隧道二衬的横、纵影响范围及在强影响范围内的加固措施,同时结合现场监控量测结果,说明了TBM通过隧道时,隧道结构处于安全状态,同时也验证了研究推荐结构加固措施的科学性和合理性。(5)施工爆破震动对周边环境的影响及控制技术研究,结合调研资料提出了施工爆破震动对周边环境的影响标准,包括建筑结构安全和人员心理影响两个方面,并给出了在此标准范围内的震动控制措施。
章涛[4]2010年在《城市隧道开挖爆破震动对地表建筑物的影响及安全评价》文中指出随着爆破技术在工程领域的广泛应用,结构物的爆破地震效应及其安全评估成为工程界重要的研究课题之一。城市隧道施工地点多集中于城市中心区,沿线地表建筑物密集。因此,为保证建筑物的安全和隧道等地下工程的顺利建设。有必要对爆破地震波作用下的结构震动效应及安全评估进行全面的研究。为此,本文以青岛市胶州湾海底隧道接线工程爆破开挖为工程背景,分析探讨了爆破震动强度的影响因素及传播衰减规律,以普通结构动力学理论为参照阐述了爆破震动的结构动力学理论,在总结安全评估一般方法的基础上建立了爆破震动安全评估体系,最后通过ANSYS有限元软件,对某框架结构工程实例在爆破震动作用下的的动力反应进行计算分析,与抗震设防烈度震动作用下的结构动力反应进行比较,按照已建立的爆破震动安全评估体系对其进行了安全性评估。本文关于结构在爆破震动作用下的动力反应与建立的爆破震动安全评估体系可以为建筑结构的抗爆设计和隧道的的施工设计提供参考。本文的主要研究内容和成果如下:(1)介绍了本课题的研究背景及意义;从爆破震动传播及衰减规律,爆破震动对结构的影响和爆破震动作用下结构的安全评估叁个方面的国内外研究现状及发展综述,提出必须建立系统的安全评估体系,才能对建筑结构的安全性做出合理的评估。(2)分析了爆破震动和爆破地震波的形成与基本参数的计算,讨论了爆破地震波的传播特性,包括振幅特性与频谱特性。提出了影响爆破地震波强度的因素:包括炸药类型的影响、爆破段数的影响、炮孔直径的影响、起爆方法对爆破震动的影响、初始抵抗线的影响与传播介质的影响,最后介绍了青岛胶州湾海底隧道青岛端接线工程爆破震动现场测试的情况,给出了针对该工程的萨道夫经验回归公式,为结构动力响应分析和安全评估做好准备。(3)以经典结构动力分析理论为基础,研究了爆破震动作用下结构动力分析的理论及方法,详细介绍了爆破震动反应谱法和时程分析法。(4)对现有的爆破震动作用下对结构安全评估的一般方法进行分析,并提出了其存在的缺陷,以此建立了爆破震动作用下结构安全评估体系。(5)以某框架结构办公楼为工程实例,首先按照《爆破安全规程》的判别方法初步分析结构的安全性,然后通过ANSYS软件建立结构的有限元模型,采用反应谱法和时程分析法对结构进行动力分析,得出结构在爆破震动条件下和抗震设防烈度震动条件下的动力位移和内力反应的变化规律相似,但总体上来爆破震动作用下结构的动力反应值比抗震设防烈度震动作用下小得多,由此,基于反应谱法和时程分析法知该结构在此次爆破震动作用下结构的安全评估。
王超[5]2017年在《狮子岭隧道下穿龙峰山庄别墅密集区爆破减震综合技术试验研究》文中认为针对山区多种立体交叉式隧道爆破减震和安全施工,以金温铁路狮子岭隧道工程为背景,开展了大断面、浅埋深、多干扰、多交叉的隧道安全快速施工技术研究,主要进行的工作及取得的研究成果如下:(1)在总结施工经验的基础上形成了一套隧道下穿既有建(构)筑物的安全快速施工技术以及对既有建(构)筑物的评判方法及原则。(2)针狮子岭隧道下穿龙峰山庄别墅密集区爆破施工的数值模拟分析表明,隧道在爆破开挖过程中围岩最大主应力一般出现在隧道拱腰和仰拱处,最小主应力一般出现在爆破面附近的拱腰拱脚处;同时,隧道塑性区主要集中在两侧拱肩,随着开挖的进行,塑性区由拱肩经拱腰向拱脚处扩散,开挖完成后塑性区主要集中在隧道两侧拱腰到拱脚区域,塑性区的范围与隧道跨度有关。(3)针对新建隧道爆破施工对上方既有建筑物的影响,研究提出的环形分层分段和水平分层分段爆破减震模型对于减少隧道爆破施工对地表既有建(构)筑物的扰动有着极大效果;在这种模型条件下,地表沉降受爆破开挖影响较小,说明爆破减震及加固设计发挥了极大的作用。(4)跟踪施工进行的爆破振动响应的实时监测表明,复杂的施工环境下环形分层分段和水平分层分段爆破减震模型,体现了减震和隔震双耦合的爆破减震设计理念,并达到了预期目标。
余红燏[6]2015年在《城市浅埋暗挖车站下穿既有建筑物控制爆破减震技术研究》文中指出重庆地处西部山区,岩质较为坚硬,隧道可采用传统矿山法、盾构和TBM等方法进行施工。在主城区若采用传统矿山法施工,尽管施工效率较高,但是对邻近建筑和周边市民的日常生活会带来较大影响,不利于和谐社会的建设。因此,在尽可能降低城市隧道在建设过程中对周边市民日常生活产生影响的前提下,开展城市隧道的施工工法研究可以有效降低建设成本、缩短建设周期,具有广阔的应用前景和较好的推广价值。本文以重庆市地铁6号线正线终点站五路口车站为依托工程开展工法研究,提出应用了大跨浅埋车站隧道爆破安全控制技术,在此基础上借助现场爆破振动监测和数值模拟分析的方法对车站在爆破开挖条件下围岩及既有邻近建筑进行爆破振动动力响应分析;通过现场监测结果和数值模拟结果对比,分析评价了减震效果,提出适合本项目的合理爆破参数。本文主要研究内容和成果如下:①通过对大跨浅埋暗挖隧道爆破安全控制技术进行研究,总结了适用于复杂城市环境条件隧道爆破施工的方法、参数,在此基础上总结了爆破效果评价的方法和包括爆破振动监测与数值模拟技术在内的爆破减震技术,并总结提出了大跨浅埋地铁车站的控制爆破减震技术。②在结构动力计算分析研究的基础上,结合五路口车站的工程概况和实际施工过程中所采用的新工法,对计算模型进行分析,选定爆破参数和确定爆破荷载的加载方式,并选定数值分析的模拟工况,提出了适合本项目数值模拟的方法。③对数值模拟结果进行分析,得出爆破开挖时的围岩位移变化特征和地表质点的动力响应规律;通过不同开挖步的分别模拟分析,得出不同开挖步序工况下地表建筑物的动力响应规律;将现场监测结果与数值模拟结果进行比对分析,提出爆破参数优化的方法。④对浅埋暗挖地铁车站施工过程中的的爆破减震效果进行分析与评价,结合现场爆破振动监测成果对爆破参数进行优化,得到了合理和优化的爆破参数,指导了工程实践并为其他类似工程提供了参考。
林从谋, 杨林德, 胡克峰[7]2003年在《深孔爆破震动对城市环境的危害及控制技术》文中研究表明分析了爆破地震对周围环境引起的危害。通过爆破震动实时监测,用小波理论分析了深孔爆破震动特点。并对安全判据缺陷、实际应用中的考虑震动频率影响时安全判据选取原则及方法进行了探讨,提出了一套行之有效的爆破地震控制技术及参数设计方法,取得了很好的经济效益。
贾晓旭[8]2017年在《城区复杂环境下地铁开挖控制爆破关键技术研究》文中进行了进一步梳理近年来我国交通设施大量建设,城市地铁工程逐渐增多。受地质条件所限,很多地铁工程需要采用钻爆法开挖。但是地铁工程大多位于人口众多或者地表建筑物密集的城市繁华地带,城区环境复杂。爆破产生的震动效应有可能危及到周边建筑物的安全,这给爆破施工提出了更严格的要求,使爆破施工难度增大。因此,研究城市地铁爆破开挖过程中爆破震动波的传播特性和衰减规律,并预测和控制爆破震动对建筑物的影响,采取合理的降震措施,已经成为当今地铁爆破工程界亟待解决的一项重大课题。本文以广州地铁13号线夏园站~南岗站区间地铁工程为背景,依据爆破震动相关理论及研究方法,运用显示动力有限元程序ANSYS/LS-DYNA建立隧道的叁维模型,数值模拟地铁爆破开挖过程,分析常规爆破和水压爆破两种不同爆破方式地震波在地表、爆心近区和地层中的传播特性及衰减规律,选出震动效应小的爆破方式;对比爆破震动对隧道已开挖段地表和未开挖段地表影响大小,分析隧道开挖形成的空洞对地表爆破振动速度是否具有放大效应,以此确定出更加合理的地表振动速度判断依据;然后对水压爆破从装药结构方式进行优化分析,模拟四种不同炮孔装药结构爆破的震动效应,对比分析四种水压爆破的地表振动速度、初期支护振动速度和应力大小,确定最优水压爆破装药结构。最后采用最小二乘法对爆破振动监测数据进行回归分析,得出反映隧道爆破震动强度的萨道夫斯基经验公式。依据控制爆破的基本理论、控制原理和该工程特点,提出爆破控制措施,并针对隧道开挖内容,制定详细的隧道爆破施工方案,保证爆破施工顺利进行,也为类似工程提供了技术参考。
阳生权[9]2002年在《爆破地震累积效应理论和应用初步研究》文中指出本文首先从爆破地震波的传播规律与作用机理、爆破地震的预测与预报和爆破震动安全判据与爆破震动控制叁个方面论述了爆破震动效应的研究现状，接着阐述了爆破震动累积效应研究的前期前提性研究工作，分析了爆破震动效应研究的不足和对将来研究工作的展望，指出在不断深入探讨与完善爆破地震安全判据的同时，也意味着从不同角度来探讨和研究爆破地震效应理论的必要性。从而提出主要针对地下工程开挖推进式重复爆破作业和矿山开采生产循环爆破作业进行爆破震动累积效应研究的创造性概念。 在全面分析爆破地震波的特征和岩体动态力学性质的基础上，阐述了爆破地震波的传播、能量、频幅与危害特征，指出爆破地震波具有非重复性与不可预见性、频谱的丰富性与集中性、危害的隐藏性与不可估量性以及传播特性方面的可变性与多样性。同时指出在爆破地震波动载荷作用下，岩石与岩体均会产生损伤累积。从地面与地下建(构)筑物所受的影响和地层本身的影响两方面全面阐述分析了爆破震动累积效应现象，理论和试验分析论证了爆破震动累积效应的存在，研究指出围岩介质体的爆破震动累积效应主要体现地两个方面：围岩介质性质的劣化，即破坏性效应，和介质性质的强化，即局部介质强度指标的强化调整。 在断裂力学与损伤力学理论框架下，论述了爆破震动累积作用机理，其基本框架是，介质中原有的不连续结构面(体)系列缺陷在爆破地震波的动载荷作用下，因微裂纹的发生与扩展形成宏观裂纹，宏观裂纹的贯通，则造成介质的开裂，以及岩体介质中不连续结构面(体)的扩展，和其它缺陷的再产生、扩展等。因此节理裂隙等岩体中不连续面(体)的动载荷累积效应尤其显着。同时提出爆破震动累积作用机理包括单一震动波的作用机理和多个爆破震动波作用机理。单波机理是指单一的爆破地震波的累积作用机理，即前一时刻爆破地震波对介质体的作用通过改变介质的物理、力学性质和状态参与后续爆破地震波对介质体的作用。多波机理指多个相互独立的爆破地震波对介质材料和结构体累积作用机理，机理框架是按照记忆效应原理，介质材料的破坏效应遵循小范围屈服原理，介质材料的记忆状态不管是在微观还是宏观上均遵循阶跃效应的机制，状态与状态间的动态累积，或发生阶跃变化，或保持在原来状态不变。 阐述了爆破震动累积效应的两种方式：阶跃效应与记忆效应。探讨性分析了不协调破坏(能量再分配原理)。 从应力波作用对介质体中裂纹贯穿的影响和介质体中不连续结构面(体)分布产状与特征对爆破地震波传播的影响两个方面，综合论述了介质不连续体结构面(体)与爆破地震波传播的相互作用，指出介质体结构面(体)的不同分布产状、结构面类型的对爆破地震波传播影响不同，而且具有一定的规律性。分析指出对爆破地震波传播的影响介质体中随机分布的系列微裂纹及小尺寸裂隙等小型缺陷面(体)存在几种等效效应。 研究提出利用质点振动速度波形面积变化反映爆破震动能分布密度的变化，通过比较质点振动速度波形面积的变化可分析评估围岩介质体中的爆破震动能的分布与药量和距离的关系，以及围岩介质体物理力学性质的改变与爆破震动能衰减的关系。研究提出利用单位药量与距离条件下的质点振速波形面积(单位等效面积)分析评估单位药量与距离条件下的爆破震动能分布密度，并提出了单位等效面积的计算方法，通过非药量和距离因素影响下振速波形单位等效面积的分析，合理评估单位爆破震动能在围岩体中的分布状况，以及爆破震动作用下的介质体本身物理力学性质的改变。通过分析地面震动质点振动速度波形的单位等效面积，可推断与阐述围岩介质体中不连续结构面(体)的总体分布状况，以及在爆破震动作用下的发生与扩展情况和与爆破地震波的互相作用。在实践与试验的基础上综合论述了爆破震动的影响因素和爆破震动控制方法，它们包括选择合理的炸药、合理调整装药结构与改善装药质量、确定最佳炸药单耗、爆破与起爆方法的改进、预裂爆破的采用、采用微差爆破，减少最大段药量，控制爆破规模、提高毫秒微差爆破的延时精度、震动持续时间的控制、距离的控制与利用、密切关注爆破震动累积效应十个方面。并针对震动波累积作用机理的特点，在控制爆破震动提出了新概念与新方法。分析探讨了岩体与地表爆破震动的差异。同时针对安全判据的独立阀值理论从理论分析和实践应用两方面分析探讨了我国爆破地震安全判据的缺陷与改进建议，分析评述了爆破震动观测与结果处理方面的误区。提出把地震幅值、频谱和持续时间叁者同时纳入爆破地震安全判据，建立多参数安全判据。规范和完善爆破地震安全监测系统。通过相互关联的多因素的合理关联组合建立合理的综合评判模型。重视和完善爆破地震累积效应及其相关理论。
孙伟东[10]2016年在《公路隧道爆破震动效应和合理施工方法研究》文中研究指明本论文收集、整理了与隧道爆破震动有关的数据和资料,对隧道爆破震动效应的定义、内容、危害和爆破安全判据进行了论述和总结。对浅埋段、V级围岩、大断面隧道开挖采用双侧壁导坑法和光面爆破的开挖方案的制定以及开挖过程进行了详细的介绍。对爆破后的结果进行了分析并对爆破方案进行了优化,提出了隧道爆破开挖过程中减小爆破震动、提高爆破成形、降低爆破经济成本的措施,以期在工程类比和数值模拟方法的综合应用上使开挖方案更加合理、科学、经济、安全。应用ANSYS有限元软件中LS-DYNA模块,对材料参数、边界条件、爆破荷载等进行了分析处理,建立了隧道爆破震动效应的瞬态分析模型,进行了后期处理,分析了爆破震动对整个隧道结构的影响,具体包括爆破震动在隧道结构的传播过程、爆破等效应力在隧道结构的集中区域、爆破震速的变化规律、隧道爆破震动安全评估,阐述了隧道爆破震动效应采用数值模拟分析的思路、方法和过程。
参考文献：
[1]. 爆破施工对邻近隧道影响及安全综合防护研究[D]. 彭怀德. 中南大学. 2013
[2]. 建筑物爆破震动的安全控制技术研究[D]. 毛晖. 中南大学. 2004
[3]. 城市硬岩重迭隧道施工关键技术研究[D]. 苏鹏. 西南交通大学. 2013
[4]. 城市隧道开挖爆破震动对地表建筑物的影响及安全评价[D]. 章涛. 青岛理工大学. 2010
[5]. 狮子岭隧道下穿龙峰山庄别墅密集区爆破减震综合技术试验研究[D]. 王超. 西安建筑科技大学. 2017
[6]. 城市浅埋暗挖车站下穿既有建筑物控制爆破减震技术研究[D]. 余红燏. 重庆交通大学. 2015
[7]. 深孔爆破震动对城市环境的危害及控制技术[J]. 林从谋, 杨林德, 胡克峰. 爆破. 2003
[8]. 城区复杂环境下地铁开挖控制爆破关键技术研究[D]. 贾晓旭. 石家庄铁道大学. 2017
[9]. 爆破地震累积效应理论和应用初步研究[D]. 阳生权. 中南大学. 2002
[10]. 公路隧道爆破震动效应和合理施工方法研究[D]. 孙伟东. 石家庄铁道大学. 2016