分岔隧道浅埋连拱段的爆破振动效应分析

摘要：

分岔隧道洞口连拱段具有浅埋、受力结构复杂等特征.爆破开挖诱发的振动效应对围岩及受力结构产生破坏,直接影响隧道施工期和运营期的安全.为此,以六月田公路隧道工程浅埋分岔段为研究背景,采用现场振动监测和数值模拟手段,分析了后行隧道爆破地震波作用下覆盖层围岩、支护及受力结构的力学机制和破坏特征,得到了连拱段隧道中隔墙径向、切向和垂直向振动速度的衰减规律.在此基础上,建立了未开挖洞段长度与放大倍数的近似函数关系,通过曲线拟合方程得到了径向、垂直向和切向振动速度拟合公式,并揭示了爆破地震波的传播衰减规律.利用成洞区和未开挖区的相互关系,推导了成洞区振动速度的传播衰减公式.研究结果表明:先行隧道侧中隔墙的径向和切向振动速度较大,成洞区的爆破振动速度具有放大效应;后行隧道爆破产生的振动对中隔墙成洞段12 m至未开挖段8 m范围内的影响较大;采用曲线拟合方程得到了覆盖层厚度与振动速度的函数关系,基于Von Mises屈服准则确定了洞顶围岩的损伤范围;根据最大拉应力和最大振动速度之间的关系,得到了喷射混凝土纵轴线方向的拉裂破坏长度,确定了后行隧道喷射混凝土的爆破振动安全控制标准.该研究结论可为类似隧道工程的爆破开挖设计、施工提供参考借鉴.

关键词：隧道工程、振动效应、数值模拟、分岔隧道、爆破监测

所属期刊栏目：35

分类号：U455.6(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51678071,51608183,51508037;长沙理工大学桥梁工程湖南省高校重点实验室开放基金项目15KA03

在线出版日期：2018-04-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：86-94