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        小凈距隧道爆破施工對(duì)鄰近裂縫隧道動(dòng)力響應(yīng)的影響

        2025-08-03 00:00:00劉歡薛育陽曾卓梁淦波汪波
        爆破器材 2025年4期
        關(guān)鍵詞:級(jí)別峰值測(cè)點(diǎn)

        [ABSTRACT]Inorder to studythedynamic response lawof adjacent lining crack tunnelsduring blasting constructionof small clearance tunnels,numerical simulationmethodswereusedtostudythe efectof diferentdistribution positiosand depthsoflining cracks indiffrentlevelsofrockonblastingdynamicresponse.Theresultsshow thatthediffrentdistribution positions and depthsof lining cracks indiferent levelsofrock have no significantimpactonthevibration velocityresponseof the lining of existing tunnels.Butthere isacertain impact onthestressresponseof thelining of existing tuels. Theimpact isonlynearthecracksand varies withthedistribution positions,sizes,androck levels.Whenthere are cracks indiferentpositionsofthliningofexisting tunnels,thereisacertainamplificationefectonthetensilestressofthestructure.Theamplification efect is most significant when there arecracks inthe sidewallsfacing theexplosion.Atthe same position ofthe lining of the existing tunnel,thedeeper thecracks,thegreater thenearbyprincipal tensile stress.The higherthelevelof therock,the more significanttheamplificationeffectoftheprincipaltensile stress nearthecrack.When using vibration velocityas the safetycontrol benchmarkfor adjacent cracked tunnelsduringthe blasting construction process of newtunnels,thecontrol valueof vibration velocityatthecrack locationshouldbeappropriatelyreduced,andthedegree of reduction varies with the distribution position and depth of the crack.

        [KEYWORDS]smal clear distance tunnel; blast; reconstruction and expansion; crack; dynamic response

        0 引言

        近年來,隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,我國(guó)城市化建設(shè)不斷向前推進(jìn),現(xiàn)有的道路交通運(yùn)輸能力已經(jīng)無法滿足日益增長(zhǎng)的交通運(yùn)輸量[1]。為了緩解當(dāng)前嚴(yán)重的交通壓力,提高道路交通服務(wù)水平,原有道路交通改、擴(kuò)建工程逐漸增多[2]。隧道成為公路改、擴(kuò)建中的重要節(jié)點(diǎn)。在既有隧道旁新建或擴(kuò)建平行隧道成了主要的改、擴(kuò)建方案,但往往受到既有隧道線形、地形、地貌、環(huán)境等的限制[3]

        鉆爆法以成本低、效率高等顯著優(yōu)勢(shì)被廣泛用于我國(guó)山嶺隧道的開挖施工[4]。而新建隧道在鉆爆法施工中產(chǎn)生的爆破波能量不可避免地會(huì)對(duì)既有隧道的結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生一定的影響。目前,針對(duì)上述問題,已有大量學(xué)者采用數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)以及理論分析的方法進(jìn)行了研究。李鋼5采用有限元數(shù)值模擬結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的方法,對(duì)大斷面、小凈距隧道的爆破信號(hào)進(jìn)行了分析,確定了爆破振動(dòng)信號(hào)的時(shí)頻特征。李小帥等采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),通過改進(jìn)的變分模態(tài)分解與多尺度排列熵算法對(duì)爆破振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了消噪處理,基于此,分析了掏槽孔與周邊孔爆破在后行洞非中夾巖區(qū)和中夾巖區(qū)產(chǎn)生的振動(dòng)特征差異。袁冉等[]采用數(shù)值模擬方法對(duì)小凈距、交疊隧道掏槽爆破的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了研究。馬躍原等[8]進(jìn)行了小凈距、大斷面隧道先行洞的爆破動(dòng)力響應(yīng)特性及安全控制研究。劉閩龍等9研究了爆破載荷作用下淺埋小凈距隧道圍巖的損傷規(guī)律。

        但以上研究中均未考慮既有隧道襯砌缺陷對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的影響。實(shí)際上,既有隧道往往受到施工工藝、地質(zhì)條件、運(yùn)營(yíng)過程中的養(yǎng)護(hù)條件、地質(zhì)災(zāi)害等綜合因素的影響,隧道結(jié)構(gòu)或多或少地會(huì)出現(xiàn)襯砌裂縫等問題[10]。而裂縫等的存在會(huì)對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生一定影響,增加既有隧道安全運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)。因此,在新建隧道爆破施工過程中,研究既有隧道襯砌裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響顯得尤為重要。汪波等1以實(shí)際工程為依托,采用數(shù)值模擬研究了新建隧道爆破施工時(shí)既有隧道襯砌裂縫對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響,但并未提出既有隧道襯砌存在裂縫時(shí)安全控制基準(zhǔn)的制定依據(jù)。

        在京港澳高速公路既有旦架哨隧道改、擴(kuò)建工程中,首先,對(duì)既有隧道襯砌裂縫的實(shí)際分布規(guī)律進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析;然后,采用數(shù)值模擬的方法對(duì)不同圍巖條件下既有隧道二襯出現(xiàn)不同深度、不同部位的裂縫時(shí),隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析。以期探明小凈距隧道爆破振動(dòng)對(duì)既有裂縫隧道的動(dòng)力響應(yīng)的影響規(guī)律。

        工程概況

        京港澳高速公路北起北京,南抵香港、澳門。京港澳高速公路粵境清遠(yuǎn)至廣州段,起自廣東省清遠(yuǎn)市佛岡縣,順接華南快速路,經(jīng)北二環(huán)高速公路和廣珠高速公路至廣東省珠海市。

        本次改、擴(kuò)建段含既有隧道1座(旦架哨隧道),位于佛岡縣城南約 5km 處。既有隧道與擬增建隧道均為上、下行分離式的六車道高速公路隧道,且均為中長(zhǎng)隧道。既有隧道的凈寬 14.00m ,凈高5.00m ,最大埋深約 150m 。新建隧道凈寬14.75ρm ,凈高 5.00m ,最大埋深約 146m 。隧道穿越的巖層主要為中風(fēng)化千枚巖。圍巖級(jí)別主要為IV、V級(jí)。其中,V級(jí)圍巖占比超 61% 。

        項(xiàng)目改、擴(kuò)建方案如圖1所示。既有左線、新建左線以及既有右線隧道間凈距約 25m ;既有右線和新建右線隧道凈距約 70m 。

        2 既有隧道襯砌裂縫

        在建立數(shù)值模型前,對(duì)既有隧道襯砌裂縫的實(shí)際分布狀況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

        2.1 裂縫類型分析

        既有隧道洞身的襯砌裂縫中,環(huán)向裂縫最多,其次為斜向裂縫,縱向裂縫最少。斜向裂縫角度主要集中在 45°~60° 。對(duì)不同方向分布的裂縫數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如表1所示,

        表1裂縫分布類型Tab.1Types of fracture distribution

        2.2裂縫分布位置及寬度分析

        由圖2可知,裂縫沿襯砌橫斷面主要分布在邊墻區(qū)域,寬度 w 多小于 0.2mm 。

        圖2裂縫分布位置及寬度統(tǒng)計(jì)

        2.3裂縫在不同級(jí)別圍巖中的分布

        由圖3可知,IV、V級(jí)圍巖中均存在裂縫。其中,V級(jí)圍巖中分布要略多,占總數(shù)的 56% 0

        3 數(shù)值計(jì)算

        3.1 計(jì)算方案

        3.1.1 計(jì)算模型

        采用ANSYS/LS-DYNA軟件建立準(zhǔn)三維有限元模型。新建右線隧道距離既有右線隧道 70m ,距離較遠(yuǎn)。故以新建左線隧道爆破施工對(duì)既有隧道的影響為例進(jìn)行分析,凈距按實(shí)際距離取 25m 。模型整體尺寸為 247m×140m×1m ,如圖4所示。

        但在實(shí)際建模過程中,考慮到模型邊界作用,在新建隧道掌子面爆破 1m 加載區(qū)域前、后,將模型沿縱向各拓展 10m ,且將新建隧道掌子面前方拓展的10m 挖空,以模擬新建隧道掌子面前方的實(shí)際開挖區(qū)域,而既有隧道沿縱向均挖通。為了準(zhǔn)確模擬實(shí)際圍巖中地震波的傳播,模型四周設(shè)置人工黏彈性邊界,以較好地吸收P波波動(dòng)能量,使得計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。

        襯砌不同位置處裂縫模擬如圖5所示。圖5中, h 為襯砌厚度。

        圖4整體模型建立(單位:m)Fig.4Overall model(Unit:m)

        3.1.2 爆破載荷計(jì)算

        根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)文獻(xiàn)[11-12],相比露天爆破,地下隧道爆破只有1個(gè)自由面,只能通過掏槽方式形成新的自由面。掏槽孔爆破產(chǎn)生的振動(dòng)效應(yīng)最大,后續(xù)爆破中自由面不斷增多,爆破振動(dòng)效應(yīng)對(duì)既有隧道的影響較小。故僅模擬掏槽爆破。目前,爆破載荷加卸載模型主要有3類[13]:第一類為三角形波形;第二類為指數(shù)型波形;第三類為諧波函數(shù)。其中,三角形波形是應(yīng)用最廣泛的一種。巖土介質(zhì)中任一點(diǎn)的爆炸壓縮波多呈三角形載荷形式,超壓經(jīng)過峰值后急劇衰減,進(jìn)而按卸載波傳播[14]。故采用三角形波形模型進(jìn)行計(jì)算。載荷曲線需確定3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),即峰值載荷、爆破振動(dòng)升壓時(shí)間和降壓時(shí)間。上升加載時(shí)間取 12ms ,卸載持續(xù)時(shí)間取88ms,總計(jì)算時(shí)間取 1s[14-16] ,如圖6所示。

        采取經(jīng)驗(yàn)公式[16-7]計(jì)算峰值爆破載荷 pmax 。

        式中: Z 為比例距離; R* 為炮孔至載荷作用面的距離; Q 為炮孔填藥量。

        其中,式(2)中 R* 的取值由最不利情況確定,即將掏槽孔連線作為邊界確定的截面等效為一個(gè)大掏槽孔,取底板與大掏槽孔中心的距離(施工中掏槽孔布置在施工斷面中心略偏下的位置)。

        IV級(jí)和V級(jí)圍巖下,新建隧道分別采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法和單側(cè)壁導(dǎo)坑法施工。如圖7所示,計(jì)算過程中,假設(shè)爆破載荷以均布載荷的壓力形式作用于隧道洞壁上,方向與洞壁垂直[16,18],峰值載荷為7.89MPa 。既有隧道襯砌的測(cè)點(diǎn)布置如圖8所示。

        圖7新建隧道爆破載荷加載區(qū)域

        3.1.3 計(jì)算參數(shù)

        既有隧道采用的是25號(hào)混凝土,對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度等級(jí)為C23[19-20] 。

        本次計(jì)算參數(shù)如表2所示。

        表2材料參數(shù)

        3.1.4 計(jì)算工況

        裂縫均位于襯砌邊墻。根據(jù)以往研究可知,既有隧道結(jié)構(gòu)迎爆側(cè)的爆破振動(dòng)響應(yīng)要更加明顯[10]因此,選定既有隧道迎爆側(cè)拱頂、拱腰和邊墻位置分別出現(xiàn)不同深度的裂縫作為研究對(duì)象。裂縫深度取h/4,h/2 和 3h/4 ,裂縫表面寬度取 3mm ,圍巖等級(jí)為 級(jí)。與相應(yīng)位置無裂縫時(shí)進(jìn)行對(duì)比分析,具體計(jì)算工況如表3所示。

        表3裂縫計(jì)算工況

        3.2 計(jì)算結(jié)果分析

        3.2.1 裂縫分布位置

        1)對(duì)振速響應(yīng)的影響。圖9為既有隧道襯砌不同位置存在 3h/4 深裂縫時(shí)不同測(cè)點(diǎn)處水平 x 和豎向 y 峰值振速的變化曲線。首先,既有左、右線隧道水平和豎向振速呈相同的變化規(guī)律,即迎爆側(cè)測(cè)點(diǎn)處峰值振速均大于背爆側(cè),迎爆側(cè)邊墻處出現(xiàn)最大峰值振速,且既有左線隧道不同測(cè)點(diǎn)處峰值振速均要大于既有右線。究其原因?yàn)?,新建隧道單?cè)壁導(dǎo)坑法施工時(shí),第一工序位于左上角,即掏槽孔位置距既有左線隧道更近。其次,同無裂縫工況相比,襯砌不同位置裂縫對(duì)各測(cè)點(diǎn)處的振速響應(yīng)基本無影響,裂縫對(duì)既有隧道襯砌振速響應(yīng)無放大效應(yīng)。由圖9(a)和圖9(b)可知,既有左線隧道右邊墻(迎爆側(cè))存在 3h/4 深裂縫時(shí),裂縫附近水平和豎向峰值振速分別為 3.52cm/s 和 2.45cm/s ,無裂縫時(shí)分別為 3.50cm/s 和 2.45cm/s ,變化率僅為 0.57% 和0。由圖9(c)和圖9(d)可知,既有右線隧道左邊墻(迎爆側(cè))存在 3h/4 深裂縫時(shí),裂縫周圍水平和豎向峰值振速分別為 2.78cm/s 和 1.62cm/s ,無裂縫時(shí)分別為 2.78cm/s 和 1.62cm/s ,均無變化。

        圖9裂縫不同分布位置對(duì)既有隧道振速的影響

        2)對(duì)應(yīng)力響應(yīng)的影響。圖10為既有隧道襯砌不同位置存在 3h/4 深裂縫時(shí)不同測(cè)點(diǎn)處主拉應(yīng)力的變化曲線。由圖10可知,當(dāng)既有隧道襯砌存在裂縫時(shí),裂縫周圍會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,導(dǎo)致主拉應(yīng)力增大。由圖10(a)可知:既有左線隧道拱頂、右拱腰和右邊墻無裂縫時(shí),主拉應(yīng)力分別為0.58、0.90MPa 和 1.30MPa ;當(dāng)均存在 3h/4 深裂縫時(shí),主拉應(yīng)力分別為 0.64,1.04MPa 和 1.58MPa ,增幅分別為10.3% 、 15.6% 和 21.5% 。由圖10(b)可知:既有右線隧道拱頂、左拱腰和左邊墻無裂縫時(shí),主拉應(yīng)力分別為 0.30,0.64MPa 和 1.06MPa ;當(dāng)均存在 3h/4 深裂縫時(shí),主拉應(yīng)力分別為 0.32,0.74MPa 和1.27MPa ,增幅分別為 6.7%.15.6% 和 19.8% 。由此可知,裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)主拉應(yīng)力的放大效應(yīng)從大到小依次為迎爆側(cè)邊墻裂縫、迎爆側(cè)拱腰裂縫、拱頂裂縫。

        以既有左線隧道為例,提取襯砌不同位置裂縫附近主拉應(yīng)力云圖,如圖11所示。同樣地,迎爆側(cè)邊墻裂縫對(duì)主拉應(yīng)力的放大效應(yīng)最顯著。

        綜合分析,既有隧道襯砌不同位置出現(xiàn)裂縫時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)的振速響應(yīng)基本無影響。而相比無裂縫工況,裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)主拉應(yīng)力具有一定放大效應(yīng),且迎爆側(cè)邊墻處裂縫對(duì)應(yīng)力的放大效應(yīng)最明顯。研究表明,爆破振動(dòng)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的破壞效應(yīng)主要以拉破壞為主[21]。因此,針對(duì)裂縫襯砌,建議將既有隧道襯砌混凝土對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度作為襯砌結(jié)構(gòu)破壞限值,建立襯砌存在不同位置裂縫時(shí)的安全控制基準(zhǔn)。再根據(jù)裂縫處振速和應(yīng)力間的關(guān)系,最終得出:當(dāng)以振速作為施工過程中既有裂縫隧道的安全控制基準(zhǔn)表征值時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低裂縫處的振速控制值,且迎爆側(cè)邊墻裂縫處振速控制值降低較多。

        圖10裂縫不同分布位置對(duì)既有隧道應(yīng)力響應(yīng)的影響Fig.10Influence of different distribution locationsoffractures on stress response of existing tunnels
        圖11既有隧道裂縫處主拉應(yīng)力云圖Fig.11Principal tensile stress nephogram at fractures of the existing tunnel"

        3.2.2 裂縫深度

        1)對(duì)振速響應(yīng)的影響。圖12為既有隧道襯砌迎爆側(cè)邊墻處存在不同深度裂縫 (h/4,h/2 和 3h/ 4)時(shí)各測(cè)點(diǎn)處水平和豎向峰值振速的變化曲線。由圖12可知:襯砌迎爆側(cè)邊墻存在不同深度裂縫時(shí),既有左、右線隧道邊墻處水平和豎向振速呈相同的變化規(guī)律;與無裂縫工況相比,不同深度裂縫對(duì)各測(cè)點(diǎn)處的振速響應(yīng)同樣基本無影響,即不同擴(kuò)展深度裂縫對(duì)振速均無放大效應(yīng)。由圖12中既有隧道水平峰值振速效應(yīng)為例分析可得:既有左線隧道右邊墻存在 h/4,h/2 和 3h/4 深裂縫時(shí),裂縫處水平峰值振速分別為 3.50,3.50cm/s 和 3.52cm/s ,相比無裂縫時(shí)的 3.50cm/s ,變化率分別為0、0和0.57% 。既有右線隧道左邊墻存在 h/4,h/2 和3h/4 深裂縫時(shí),裂縫處水平峰值振速分別為2.78、2.78cm/s 和 2.78cm/s ,相比無裂縫時(shí)的 2.78cm s,變化率均為0。

        2)對(duì)應(yīng)力響應(yīng)的影響。圖13為既有隧道襯砌迎爆側(cè)邊墻存在不同深度裂縫 (h/4,h/2 和 3h/4 )時(shí)各測(cè)點(diǎn)處主拉應(yīng)力的變化曲線。由圖13可知:襯砌迎爆側(cè)邊墻存在不同深度裂縫時(shí),既有左、右線隧道各測(cè)點(diǎn)處主拉應(yīng)力呈相同的變化規(guī)律。裂縫擴(kuò)展深度越大,對(duì)主拉應(yīng)力響應(yīng)的放大效應(yīng)越明顯,且放大響應(yīng)只存在于裂縫附近。既有左線隧道右邊墻存在 h/4,h/2 和 3h/4 深裂縫時(shí),裂縫處主拉應(yīng)力分別為 1.40,1.50MPa 和 1.58MPa ,相比無裂縫時(shí)的1.30MPa ,變化率分別為 7.7% 、 15.4% 和 21.5% 。既有右線隧道左邊墻存在 h/4,h/2 和 3h/4 深裂縫時(shí),裂縫處主拉應(yīng)力分別為 1.12,1.21MPa 和1.27MPa ,相比無裂縫時(shí)的 1.06MPa ,變化率分別為5.7% 、 14.2% 和19. 8% 0

        圖13裂縫不同分布位置對(duì)既有隧道應(yīng)力響應(yīng)影響 Fig.13Influence of different distribution locations of fractures on stress response of existing tunnels

        以既有左線隧道為例,提取襯砌不同位置、不同深度裂縫附近主拉應(yīng)力云圖,如圖14所示。裂縫擴(kuò)展深度越大,對(duì)主拉應(yīng)力響應(yīng)的放大效應(yīng)越明顯。

        綜合分析既有隧道襯砌同一位置、不同深度裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的影響規(guī)律,同樣建議:應(yīng)根據(jù)既有隧道襯砌混凝土的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度作為結(jié)構(gòu)破壞限值,建立襯砌存在不同深度裂縫時(shí)的安全控制基準(zhǔn)。且襯砌同一位置裂縫越深,裂縫處振速控制值降低越多。

        3.2.3 不同圍巖級(jí)別下裂縫的影響

        由3.2.1和3.2.2節(jié)分析可知,最不利工況為迎爆側(cè)邊墻出現(xiàn) 3h/4 裂縫。以該最不利情況作為裂縫工況,以既有左線隧道為例,分析不同圍巖等級(jí)下裂縫對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)影響。

        圖14既有隧道存在不同深度裂縫時(shí)裂縫處應(yīng)力云圖Fig.14Stress nephogram of existing tunnelswith fractures of different depths

        1)振速響應(yīng)影響性。圖15和圖16分別為不同圍巖級(jí)別下既有隧道測(cè)點(diǎn)處峰值振速變化及邊墻裂縫處峰值振速衰減曲線。不同圍巖級(jí)別下,既有隧道測(cè)點(diǎn)處的峰值振速變化規(guī)律一致;且圍巖級(jí)別越高,測(cè)點(diǎn)處的振速越大。而不同圍巖級(jí)別中,裂縫對(duì)測(cè)點(diǎn)振速的影響仍然很小。相比無裂縫, IV,V 級(jí)圍巖中,既有隧道襯砌迎爆側(cè)邊墻處水平振速變化分別為 0.010cm/s 和 0.020cm/s ;豎向振速變化分別為 0.003cm/s 和 10.010cm/s 。

        2)應(yīng)力響應(yīng)影響性。圖17為不同圍巖級(jí)別下既有隧道測(cè)點(diǎn)處主拉應(yīng)力的變化曲線。不同圍巖級(jí)別下,既有隧道測(cè)點(diǎn)處主拉應(yīng)力變化規(guī)律一致;圍巖級(jí)別越高,測(cè)點(diǎn)處主拉應(yīng)力越大;同時(shí),裂縫處的主拉應(yīng)力放大效應(yīng)也越顯著。 IV,V 級(jí)圍巖中,邊墻無裂縫時(shí)主拉應(yīng)力為 1.30MPa 和 1.48MPa ,邊墻存在 3h/4 深裂縫時(shí)為 1.58MPa 和 2.00MPa ,增幅分別為 21.5% 和 135.1% 0

        圖15 不同裂縫分布位置對(duì)既有隧道振速響應(yīng)的影響Fig.15Effect of different distribution locations offractures on vibration velocityresponse of existing tunnels
        圖16 既有左線隧道裂縫處振速衰減曲線 Fig.16Vibration velocity attenuation curves at thefractures of the existing left-line tunnel
        圖17 不同圍巖級(jí)別下既有隧道測(cè)點(diǎn)處主拉應(yīng)力變化 Fig. 17 Changes of principal tensile stress at existing tunnel monitoring points in rocks ofdifferent levels

        以既有左線隧道為例,提取IV、V級(jí)圍巖中襯砌迎爆側(cè)邊墻處有、無裂縫時(shí)的主拉應(yīng)力云圖,如圖18所示。圍巖級(jí)別越高,裂縫處對(duì)主拉應(yīng)力響應(yīng)的放大效應(yīng)越明顯。

        圖18不同圍巖級(jí)別下既有隧道裂縫處主拉應(yīng)力云圖 Fig.18Principal tensile stress nephogram at fractures oftheexisting tunnelinrocks ofdifferentlevels

        綜合分析,同樣建議:以既有隧道襯砌混凝土的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度作為結(jié)構(gòu)破壞限值,建立不同級(jí)別圍巖下襯砌存在裂縫時(shí)的安全控制基準(zhǔn)。且圍巖級(jí)別越高,裂縫處振速控制值降低越多。

        4結(jié)論

        以既有旦架哨隧道改、擴(kuò)建工程為背景,基于既有隧道襯砌裂縫實(shí)際分布規(guī)律,研究了襯砌裂縫分布位置、尺寸及不同圍巖級(jí)別的襯砌裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)爆破振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律的影響。得出以下結(jié)論:

        1)不同分布位置、不同尺寸及不同圍巖級(jí)別的襯砌裂縫對(duì)既有隧道襯砌的振速響應(yīng)無明顯影響。而對(duì)既有隧道襯砌的應(yīng)力響應(yīng)存在一定影響,且影響隨著分布位置、尺寸及圍巖級(jí)別的不同而不同。2)裂縫不同位置和不同深度對(duì)結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力均存在一定的放大效應(yīng)。迎爆側(cè)邊墻存在裂縫時(shí),放大效應(yīng)最顯著;裂縫越深,對(duì)主拉應(yīng)力的放大效應(yīng)越大;襯砌圍巖級(jí)別越高,裂縫處主拉應(yīng)力的放大效應(yīng)越大。3)應(yīng)以既有隧道襯砌混凝土的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度作為結(jié)構(gòu)破壞限值,建立裂縫襯砌的安全控制基準(zhǔn)。再根據(jù)裂縫處振速和應(yīng)力間的關(guān)系,當(dāng)以振速作為施工過程中既有裂縫隧道的安全控制基準(zhǔn)表征值時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低裂縫處振速控制值。裂縫分布情況不同,降低程度也不同。

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