白市驿隧道爆破开挖仰坡动力稳定性研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pathos_boy
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
隧道进洞段爆破施工对仰坡的稳定性带来较大的影响,仰坡失稳会带来较大的财产损失甚至人员伤亡,故对其在施工阶段和运营阶段的动力和静力稳定性研究都是必要的。鉴于此,本文以白市驿隧道进洞段爆破施工为工程背景,通过理论分析和数值分析等方法,对仰坡动力稳定性进行研究,得到三维分层边坡动力稳定性理论公式和Python计算程序,及其动力稳定性随仰坡设计因素变化的规律,研究成果具有一定的理论价值和实际工程意义。主要研究内容及成果如下:(1)基于李同录的三维边坡稳定性分析方法,推导出考虑爆破荷载作用下三维均质边坡的稳定系数迭代公式,并进一步提出考虑爆破荷载的三维分层边坡的力学模型,推导出了三维分层边坡动力稳定性理论。并提出了三维边坡稳定系数求解Python程序编制流程,并编制了相应的Python计算程序(可计算任意坡角、坡高、滑面和岩土参数的边坡),同时将本文改进方法与其他三维边坡稳定性理论对同样算例进行比较计算,证明了本文理论的合理性;(2)利用LS-DYNA建立了不同掌子面位置(与坡趾水平距离0D、D/2、1D和3D/2,D为隧道跨度)的模型,分析了仰坡动力响应规律,结果表明:隧道仰坡的任一测点存在其“危险距离”(仰坡测点与隧道洞口的水平距离)。当隧道进洞距离在小于测点的“危险距离”范围内增加,测点的峰值振速随着增加,当隧道进洞距离在大于测点的“危险距离”范围内增加,测点的峰值振速随着减小。从综合分析可知,掌子面与仰坡坡趾水平距离0D时,坡趾的合峰值振速(1.18cm/s)是整个进洞过程中的最大值,认为当掌子面位于仰坡坡趾正下方时仰坡最危险;(3)利用LS-DYNA建立了不同仰坡坡角(40°、45°、50°、55°和60°)的模型,分析了仰坡动力稳定性,结果表明:不同的仰坡坡角(40°、45°、50°、55°和60°)对隧道仰坡的动力工况下的稳定性有较大影响,在将本文三维边坡动力稳定性理论应用在它们的数值模拟结果时,得出对应的稳定系数分别为3.25、3.12、2.95、2.85和2.64,并通过拟合得出本文背景工程仰坡动力稳定系数与仰坡坡角(40~60°)的关系式;(4)利用LS-DYNA建立了不同仰坡岩土参数的模型,分析了仰坡动力稳定性,结果表明:土质仰坡稳定系数(0.9)和上土下岩仰坡的稳定系数(0.91)较岩质仰坡稳定系数(3.25)分别减小了72.31%、72%,且均已失稳。认为仰坡的地层的强度参数对其动力稳定性有较大的影响,在进洞段土质和上土下岩仰坡在加固前不推荐进行爆破进洞施工,在土层参数黏聚力为11.36k Pa、内摩擦角为27.92°和重度为18k N/m~3时仰坡处于极限平衡状态;(5)利用LS-DYNA建立了不同最大单段药量(10.61kg、20.06kg、39.83kg、80.24kg和159.32)的模型,分析了仰坡动力稳定性,结果表明:得出了本文背景工程单段药量与仰坡稳定系数的线性关系式,即y(28)-0.01103x+3.2032,工况二到工况五爆破的单段药量成倍增加,对应的仰坡动力稳定系数分别为3.2、2.57、1.91和1.66,较工况一稳定系数(3.25)分别减小了1.53%、20.92%、41.23%和48.92%,爆破的单段药量对仰坡的动力稳定性有较大的影响;(6)基于杨玉川提出的二维锚杆面层共同作用力学模型,提出三维边坡喷锚支护的物理模型,将喷锚加固中的锚固集中力等效为x向和z向的均布压力。将喷锚加固物理模型得到的均布压力qx和qz加入三维边坡动力稳定性理论中,考虑采用本文提出的加固措施,得到仰坡的动力稳定系数为4.29,较未加固前的动力稳定系数(3.25)提高了32%。
其他文献
国内建造的钢管混凝土拱桥中,钢管拱肋大多由弦杆和圆形腹杆焊接组成空间桁式结构。近年来,部分钢管混凝土拱桥腹杆采用矩形或工字形截面。钢管混凝土拱桥在使用阶段受到车辆荷载和温度的反复作用,容易出现腹杆疲劳问题。现行钢管混凝土拱桥设计规范中没有给出矩形和工字形腹杆的相关构造要求,也缺少对其疲劳特性的深入研究。为此,本文依托乌梅河大桥,开展大跨度钢管混凝土拱桥腹杆构造的研究,主要研究内容如下:(1)腹杆节
学位
工字钢混组合梁作为目前大跨径斜拉桥的一种重要结构,具有自重轻、稳定性强、耐久性强、施工周期短和线形美观等优点,在斜拉桥建造中应用愈发广泛。本世纪超高性能混凝土(UHPC)材料的研究取得巨大突破,逐渐应用于工字钢混组合梁的建造中,而学者主要聚焦于正交异性钢桥面板-UHPC组合梁,对于斜拉桥工字钢-部分UHPC桥面板构件却少有研究。本文依托交通运输部三峡库区奉建高速公路安全智能建造科技示范工程,研究了
学位
<正>近几年,一些专家学者及监狱工作者着眼贯彻落实监管改造"首要标准",就如何做好做大教育改造工作做了许多有益的探索,并取得了显著成效。笔者认为,罪犯教育改造工作的发展离不开标准化管理和创新这两个基本点,对此,本文谈点粗浅认识。
期刊
随着双碳政策的推行、绿色城市的发展,LED光源凭借其功耗低、光效高等优点在城市道路照明中广泛应用。本文主要介绍了LED城市道路照明灯具的应用情况以及维护中存在的问题,简述LED灯具驱动电源技术原理,推荐了LED灯具驱动电源统一的技术要求,探索出一种高效的LED驱动电源维护方案,为LED城市道路照明灯具维护标准化发展提供参考。
期刊
对分课堂教学模式的特征,决定了教师的教学是指明方向,学生的学是在指导下的内化吸收,通过参与讨论,体现出主体性。利用历史资料、提高课堂讲授效率、留出独立学习的时间和吸收历史知识、实行多种讨论解决历史问题、实行全班对话模式和历史课程的改进。将对分课堂运用于初中历史教学,既能有效地提高历史课的教学效率,又能提高学生解决问题的能力,培养学生的思考和自主性,从而使历史课的教学质量得到进一步的改善。
会议
LED(Light Emitting Diode)光源正全方位快速的向大功率照明领域拓展,与之相匹配的长寿命、低纹波、高效率数字化驱动电源技术成为研究热点。AC-DC两级拓扑结构能兼顾多种性能指标的优化设计,是大功率LED驱动电源的主流形式之一。本论文选择Boost PFC和高转换效率不对称半桥(Asymmetrical Half-Bridge,AHB)变换器构成的两级LED恒流源为研究对象。对A
学位
大跨独塔单索面钢桁梁斜拉桥外型美观、结构新颖,在设计中采用新型设计理念将桥梁美学发挥到了极致。然而目前关于大跨独塔单索面钢桁梁斜拉桥的地震响应及抗震性能评估的研究较少。独特的桥型其地震响应规律也与其他桥型不同,同种桥型的地震响应规律相似,因此,对大跨独塔单索面钢桁梁斜拉桥这种桥型的抗震性能深入研究,可以为后续相似工程的抗震设计提供参考,具有重大工程意义。本文以世界最大跨径的独塔单索面钢桁梁斜拉桥为
学位
覆盖型岩溶塌陷是指在含碳酸盐等可溶岩地区,由于水文、气候、地形的相互作用在地表下形成的岩溶空洞在水位变化、地应力、地震、人类活动等因素下发生的塌陷。其具有隐蔽性和突发性,易造成财产损失及威胁人员安全。因此,该课题一直是研究的热点和难点。本文在总结国内外岩溶塌陷的研究的文献成果基础上,通过现场踏勘,理论分析,室内模型试验及数值模拟的手段,研究水(盖层水位变化)气(岩溶空腔水位变化引起的气压变化)联合
学位
浅埋大断面隧道施工一般采用分部开挖法,临时支撑限制着隧道周边位移和稳定围岩的作用,但二衬施作并封闭成环更加重要,在二衬施作前必须要拆除一定长度的临时支撑,给二衬施工留出足够操作空间。在实际工程中临时支撑的拆除长度的确定非常重要,直接关系到洞周变形超限失稳和二衬施作长度的问题。本文以重庆环线单洞三车道的樵坪山隧道浅埋段施工开挖为研究背景,通过三维数值模拟研究方法,对浅埋大断面隧道CD法开挖安全拆除临
学位
桥梁荷载试验作为最有效的桥梁检测手段之一,被广泛应用于桥梁结构的承载能力评估。目前大多数桥梁静载试验方案中仍通过手工试算的方式确定车辆布载位置,存在计算量大、效率低以及难以判断非加载截面的加载效率是否超限等问题。随着计算机技术的发展,工业软件朝着智能化发展,为减少静载试验方案设计的工作量和提高试验效率,静载试验车辆自动化布载的研究具有实际意义,本文基于群体智能优化算法中蚁群算法和粒子群算法的智能寻
学位