隧道爆破地震波对围岩及邻近建筑物的影响分析
随着科学技术的进步、社会的发展，城市和山区铁路、公路隧道及地下工程发展迅速，尽管科学工作者们及工程师们不断的在开拓新的施工工艺，但奥地利矿山工艺法依然是当前隧道及地下工程最为主要的工程施工方法之一。而矿山施工法主要采用爆破施工，爆破工艺是一把双刃剑，有利有弊。将爆破工程运用在工程中，可以打通道路、开山辟路、开托地下空间等给人类带来更多的生活、工作、娱乐、居住、运输、防空等更多的空间。但爆破在带给我们一系列成品的过程中也会给人类带来很多危害，特别是在爆破地震作用在对人畜纵多、建（构）筑物复杂的区域，爆破往往会危及人畜安全和使得建（构）筑物受损，对周围环境造成不同程度的影响。为了探讨爆破地震波对围岩及建（构）筑物的一系列影响，笔者以某隧道为背景，运用实测、数模等方法，对爆破地震波效应、爆破对周围环境的影响、因爆破地震波引起的围岩及建（构）筑物响应、爆破震动灾害等问题进行探讨，旨在通过理论的深入探讨和升华，来探讨爆破施工如何减少对周围环境的影响等问题。 本研究主要内容包括：①通过对爆破地震波效应理论的分析，为隧道爆破地震波对建（构）筑物的影响提供了理论先导。分析了隧道爆破炸药性能、岩体性质、爆破条件、爆破工艺等多因素对爆破作用效果及对周边建（构）筑物环境的影响作用。②针对爆破施工操作环节，总结了爆破工程技术人员及爆破工程师们应该注意的环节及问题，加强对安全距离、安全震速的测算，对爆破噪声、粉尘、有毒有害气体等对周围生态环境的影响的控制。涉爆人员加强技术交底、施工过程谨慎操作、严格按照规范和施工方案施工、事故后按照正确的方法处理及执行相应的应急预案等，切实减少不必要的损失。③实验表明静弹模工况比动弹模工况速度、加速度、位移、主应力表现都要大些，也就是说用静弹模工况更有利于爆破震动效应的保守估计，但动弹性模量工况更切合于在冲击荷载作用下的实际情况，可用于参考分析。④通过实体结构和框架结构模型的实验表明，隧道爆破已开挖段的“空洞效应”有一定的区域范围性，且跟围岩参数的变化有一定关系。一般说来，坚硬围岩的“空洞效应”比较软岩要明显一些。此外笔者还认为“空洞效应”与隧道已开挖体积等因素相关。⑤建筑物楼层的“放大效应”根据围岩的状况及建筑物结构形式的不一表现有些差别，但可以肯定的是高层建筑物的某些部位是容易产生放大效应的（不同结构部位不一），且软岩工况较硬岩状况更容易出现高层楼房的“放大效应”。⑥通过专家经验法和基于LM-BP预测方法对矿山和隧道爆破数据进行分析，表明LM-BP法在震动预测中比传统经验法表现较优，可以辅助作为爆破评估参考模型。
隧道工程;爆破施工;震波传播;建筑限界
重庆交通大学
硕士
土木工程；桥梁与隧道工程
王先义
2015
中文
U455.41;U452.26
158
2015-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）