地铁盾构开挖孤石爆破及对周围土体扰动规律研究
在中国进入地铁快速发展的阶段，盾构施工作为城市地铁的主要开挖方式，然而，施工进程中，会经常遇到随机分布的孤石。这些孤石强度高，难以破除，严重影响施工进程，采用爆破处理孤石是主要手段。 在本文中，首先结合岩石的爆破破碎机理和无自由面下爆炸作用，分析了孤石爆破中冲击波和应力波的传播衰减规律，提出了孤石爆破的破碎机理。 然后建立土体、孤石的室内模型,通过模型试验的方式分析孤石爆破的各项指标。具体的试验内容有：表面震动监测。采用测震仪对爆破过程进行监测，根据检测结果通过回归分析得到地震波的传播衰减规律。同时进行了土体损伤指标测试。在孤石爆破发生后，对一定范围内的土体会造成物理、力学性质的影响，通过分析爆破前、后的土体密度变化规律，含水量变化规律和土体的抗剪强度变化规律，得出土体损伤范围和爆炸应力波的作用范围。结果表明：在满足孤石爆破块度要求情况下，距爆源横向和纵向土体密度呈现先增大后趋于正常的规律，压密指数为1.04~1.09，最大密度位置在孤石试块模型的1倍边长处，密度影响半径为孤石试块模型的1.5倍边长；含水率的升高百分比为4％~12%，含水率呈波动性变化，并在影响范围内分为三个区域，分别为：弱化区、增强区、恢复区；土体的抗剪强度在距离孤石试块最近处有所降低，随后又升高，并于最终恢复至正常水平；土体的最大密度、最大含水量和剪切强度最大处大致在同一区域内。 最后，利用数值模拟的方法，对孤石爆破的荷载效应进行研究，得到了爆破作用的整体应力、应变云图，特征点的速度和加速度曲线图，以此揭示了孤石爆破的破碎机理。与试验结果相对比，有较好的一致性，能够定性的分析孤石爆破的内部作用机理和应力波的传播衰减规律。
地下铁路;孤石爆破;土体扰动;盾构开挖
河南理工大学
硕士
桥梁与隧道工程
余永强;褚怀保
2014
中文
U455.43
97
2016-05-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）