深埋洞室高边墙爆破振动规律及放大效应研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jaczolo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着地下空间开发利用不断深入,大量具有数百米高度的竖井直立边墙和近百米高度的地下厂房高边墙相继开工建设,直立高边墙的爆破开挖施工与振动预测控制难度与日俱增。在爆破开挖过程中,更多的能量以振动波的形式在边墙表面传播,诱发围岩与衬砌的损伤破坏,进而导致边墙失稳、密闭功能失效等,极大的增加了施工安全风险和运行维护投入。因此,深埋洞室高边墙振动传播规律的预测成为技术难题。
  本文以世界级水电站白鹤滩地下主厂房爆破开挖为背景,运用综合分析法从理论模型、现场试验和数值模拟三个方面研究了地下洞室高边墙爆破PPV传播衰减规律及其放大效应。在理论模型方面,以简支板和简支梁力学分析模型为基础,分析了地下洞室边墙围岩的振动响应机制并求得考虑―边界约束‖因素的PPV无量纲量,结合量纲分析法获得了地下洞室边墙围岩的PPV预测公式。在现场试验方面,以桃花嘴地下洞室边墙爆破试验为基础,分析了边墙爆破PPV衰减规律及放大效应分布特征,证实了由简支板模型及其PPV预测公式在一定条件下具有较高的预测精度。在数值模拟方面,利用Ls-Dyna动力有限元软件以桃花嘴地下洞室为原型建模,通过分析边墙长高比、地应力大小及侧压力系数对地下洞室爆破PPV的影响展开研究,揭示了地下洞室爆破PPV衰减规律和放大效应的分布特征。最终通过白鹤滩实测爆破数据证实了在一定范围内本文模型及PPV预测公式可以较好的描述深埋洞室高边墙振动传播规律。
  主要结论如下:
  (1)三个方向的爆破振动速度随高程差增加均呈整体递减趋势;垂直于边墙表面方向的质点峰值振速最大,大于其它两个方向的峰值振速。
  (2)深埋地下洞室高边墙存在振动放大效应,且放大系数呈现出―中心放大‖的分布现象。分析其原因是爆炸应力波传至地下洞室边墙时会发生反射,反射回来的应力波与入射应力波叠加,会加剧边墙的振动效应。
  (3)地下洞室边墙爆破PPV随着边墙长高比、围岩地应力的增加相应的增大,但增加的趋势并不明显;洞室边墙爆破PPV基本不受侧压力系数的影响。
  
其他文献
换流站站点属于电网输送电工程的关键环节,阀厅及主控楼是换流站内最重要的建筑物之一,亦是换流站中质量及安全要求最高的结构,其建设的快慢更是直接影响了整个换流站施工的工期。然而现阶段国内大部分换流站阀厅结构仍采用传统的现浇式施工工艺建造,这显然不符合国家大力推进装配式结构,促进建筑业转型升级的趋势,因此探究新型的装配式换流站阀厅结构势在必行。钢筋混凝土框架-内嵌式墙体结构体系是一种新型装配式工业建筑结
大型户外广告牌作为城市典型的风灾易损性结构,在强风作用下的毁坏倒塌发生频繁,存在巨大的安全隐患。目前,国内外现有规范仅给出了单面板广告牌的抗风设计方法,对于形式多样,气动外形各异的多面板广告牌结构已不再适用。因此,迫切需要加强对广告牌风毁作用机理和抗风设计方法的研究。本文的主要研究内容如下:(1)基于刚性模型面板测压风洞试验,对双面和三面单立柱广告牌的面板风压和风力系数进行了分析,并针对单立柱广告
混凝土材料目前是土木工程领域应用最为广泛的建筑材料。然而,混凝土材料也具有自重大、抗拉强度低等缺点,因此混凝土建筑结构或混凝土桥梁在服役过程中极容易出现裂缝。这些裂缝若不加以识别和处理就会悄然隐蔽扩展,当裂缝扩展到一定程度后会使结构产生严重损伤从而发生没有任何预兆的破坏。为了避免这类破坏事故的发生,许多学者提出通过监测混凝土结构表面裂缝宽度来反馈结构安全状态的方法,由此出现了许多裂缝宽度监测方法,
随着我国经济实力的增强,超高层建筑、大跨度桥梁、大型体育场馆与车站等大型轻质高强建筑不断涌现,给人们的生活生产带来了极大的便利性。新型轻质材料的大量使用降低了结构的刚度,使得振动造成的结构损伤日益明显。为了减小振动造成的结构破坏,结构振动控制技术在许多复杂结构中得到了成功应用。结构振动的主动控制技术具有广泛的适应性和良好的减振效果,受到了国内外学者的广泛关注与研究。在土木工程结构的主动控制中,控制
学位
辐射降温可以将地球物体的热量通过电磁波的形式发射至外太空,有着广泛的应用前景。夜间辐射降温已经有了几十年的研究历史,从2014年开始,日间辐射降温也取得了突破性进展。但是,对于目前报道的的辐射器来说,它们的降温性能有限。因此,提升辐射器的降温性能成了辐射降温领域的研究热点。本文基于减小辐射器受外界环境的影响,提出了三种方法提升辐射器的降温性能,包括制备有隔热功能的辐射器、制作多层膜结构和利用被动蒸
输电塔这类高柔结构高度大、侧向刚度低,地震动摇摆倾斜分量对其有较大影响,因此,在抗震设计时,忽略地震动摇摆倾斜分量的作用可能导致输电塔线体系存在较大安全隐患。而已有的输电塔线体系地震响应和倒塌破坏研究中,极少考虑摇摆倾斜分量。这一方面是其没有受到足够重视,更重要的原因却是由于摇摆倾斜分量实测记录的缺乏。本文针对以上问题,研究了地震动摇摆倾斜分量的提取,地震动水平-摇摆倾斜耦合作用下输电塔线体系的动
当前我国处于经济快速发展的时期,在交通、水利和矿山等工程建设中会出现大量高边坡问题。与此同时,我国地处世界上两条活跃的地震带之间,强震分布范围较广,破坏性地震几乎遍布全国。在地震力作用下,边坡会产生不同形式的变形与破坏,严重的边坡失稳会酿成巨大的地质灾害。由于地震作用动力特性的复杂性,地震作用下的边坡稳定性评价仍存在许多问题需要进一步研究,因此,开展地震作用下边坡稳定性评价研究有其理论意义与工程实
学位
水环境中重金属镉的污染日益严重,有效治理措施的研发迫在眉睫;人工湿地技术具有工艺简单、处理效果好、运行费用低等优点,但常用填料对重金属镉的吸附易饱和且其表面不利于微生物附着,因此有必要开发新型和高效的填料,能有效提高人工湿地对重金属镉的净化效果,并增强填料表面微生物的附着性能。由于层状双金属氢氧化物(LDHs)具有比表面积大、吸附性能强等特性,本次实验基于前期研究成果,选用原始沸石作为研究对象,将
学位
在全球气候变暖和城镇化建设耦合作用下,暴雨灾害频发。与城市雨季同一时期,各类土木工程7月会有一个事故高发期,对人员安全、工程经济、工程质量、施工工期等造成重大影响,源于降雨是事故的重要诱发因素。基坑工程是土木工程的基础,决定了项目能否顺利、高质量的完成,同时深基坑工程事故超90%发生在大雨之后。为了科学的开展深基坑工程防灾、减灾、备灾工作,提高深基坑工程对暴雨灾害的预防及应急能力,减少人员伤亡、经
学位
钢管混凝土组合构件充分利用了钢管和混凝土材料的组合优势,钢管能对核心混凝土提供良好的约束作用,同时施工方便且经济合理,其截面形式也为了满足不同的使用要求而不断向圆形、矩形、多腔异形等形状发展演变。目前,关于带约束拉杆圆端形钢管混凝土相关的研究较少,且已有的研究表明,圆端形钢管混凝土两端约束较强,中间平直段约束较弱,而在其他截面形式钢管混凝土中,约束拉杆能较好的提高和改善钢管混凝土的受力性能,为此,