论文部分内容阅读
傍山隧道爆破开挖时,爆破振动不但会对临近边坡造成较大的影响,而且会对地表构(建)筑物以及附近居民造成一定程度的危害。本文采用LS-DYNA数值模拟方法,建立等比例数值模型,首先从爆破参数、边坡岩体特征以及边坡-隧洞几何条件三个方面对傍山隧道爆破振动特性和规律进行了研究,然后推导出坡面最大振动速度预测公式,并开发了坡面最大振速预测平台,最后结合布仑口-公格尔水电站工程验证了平台的可靠性。主要研究成果如下:(1)随着微差间隔时间的增大,坡面最大振动速度峰值及边坡安全度呈指数形式减小,岩体塑性区呈幂级数形式减小。相对爆源远区,微差起爆间隔时间对振动速度峰值的影响在爆源近区较大。边坡坡面最大振动速度峰值随总装药量、最大段装药量以及隧道掘进进尺的增大均线性增大,边坡安全度随总装药量的增大呈指数形式减小。(2)软弱夹层厚度和数量的改变对软弱夹层迎爆侧质点振动速度几乎不产生影响,主要对异侧质点振动速度存在衰减作用。坡面最大振动速度峰值随软弱夹层厚度的增大线性减小,且随软弱夹层数量的增多线性减小,厚度衰减率和数量衰减率均随软弱夹层厚度的增大线性增大。坡面最大振动速度峰值随边坡坡角的增大呈幂级数形式减小,边坡安全度随坡角的增大而增大。(3)隧洞高程恒定时,坡面最大振动速度峰值随隧道水平爆心距的增大而减小,而坡面峰值点高程随其增大而增大,边坡安全度其增大而增大。隧道洞心至坡面水平距离恒定且隧洞高程增大时,坡面最大振动速度峰值基本没有影响,而峰值点随其增大而增大。隧道洞心高程恒定时,坡面最大振动速度峰值、坡面最大振动速度位置至坡脚的距离及边坡安全度均随高程的增大呈线性变化。当坡角增大时,坡面最大振动速度峰值越来越小,而峰值点高程随其先增大后减小,大约在坡角为50°时到达最大,边坡安全度随其增大线性增大。(4)结合坡面最大振动速度峰值随微差起爆间隔时间变化的研究成果,在萨道夫经验公式的基础上,推导出傍山隧道爆破坡面最大振动速度峰值预测公式,并开发了傍山隧道爆破坡面振速预测平台,并将其应用于布仑口-公格尔水电站工程,结果表明预测误差不超过10%,验证了平台的可靠性。该平台预测误差较小,具有较高的准确性,且运行速度较快,可为傍山隧道爆破快速设计提供参考及技术支持。