小凈距隧道爆破施工安全性及其控制機(jī)理研究

隨著交通設(shè)施的快速發(fā)展，由于受地形條件的限制，出現(xiàn)大量小凈距隧道，研究小凈距隧道爆破施工安全性及其控制機(jī)理具有重要的實(shí)用性和理論價(jià)值。結(jié)合隧道施工，測(cè)試了隧道爆破近區(qū)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，研究近區(qū)爆破振動(dòng)衰減規(guī)律；根據(jù)爆破振動(dòng)衰減規(guī)律，研究降低爆破振動(dòng)的機(jī)理，形成隧道爆破減振技術(shù)；通過(guò)模態(tài)試驗(yàn)，研究隧道爆破近區(qū)樓房自身特性，研究爆破對(duì)樓房損傷機(jī)理，形成爆破減振技術(shù)；研究隧道圍巖及支護(hù)的爆破振動(dòng)損傷機(jī)理，形成控制隧道爆破施工時(shí)圍巖穩(wěn)定控制標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)。最終形成小凈距隧道爆破振動(dòng)衰減規(guī)律及周圍環(huán)境影響機(jī)理和控制措施，研究成果應(yīng)用于重慶高鐵交通樞紐、廣深港高鐵隧道、京張高鐵八達(dá)嶺地下車站及隧道和大連等市區(qū)隧道的建設(shè)中，取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 2100433B

本研究中，小凈距隧道是指隧道之間巖墻厚度為5m的隧道，隧道爆破近區(qū)是指距爆源5m范圍內(nèi)的區(qū)域。針對(duì)新建小凈距隧道爆破施工對(duì)中間巖墻和既有隧道產(chǎn)生的安全問(wèn)題，采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、測(cè)試、理論分析研究和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法，進(jìn)行如下試驗(yàn)研究：測(cè)試新建隧道爆破近區(qū)圍巖振動(dòng)速度，揭示隧道爆破近區(qū)圍巖振動(dòng)規(guī)律；測(cè)試新建小凈距隧道圍巖的損傷破壞范圍，研究隧道圍巖在爆炸應(yīng)力和圍巖靜應(yīng)力相互作用下的損傷破壞機(jī)理；測(cè)試中間巖墻的爆破振動(dòng)速度、損傷破壞范圍和內(nèi)部位移，研究隧道爆破次數(shù)和隧道爆破部位對(duì)中間巖墻的累計(jì)損傷效應(yīng)，進(jìn)而研究在爆炸應(yīng)力和圍巖靜應(yīng)力相互作用下的損傷破壞機(jī)理；研究中間巖墻和新建小凈距隧道圍巖的損傷破壞范圍、程度與其安全性的關(guān)系；測(cè)試既有隧道結(jié)構(gòu)的爆破振動(dòng)速度，研究其振速與隧道爆破近區(qū)振動(dòng)規(guī)律的關(guān)系，進(jìn)而研究其產(chǎn)生裂縫或掉塊的臨界條件。最后，提出保證新建隧道圍巖、中間巖墻和既有隧道結(jié)構(gòu)安全的控制理論。

《深部巷道圍巖破裂演化過(guò)程及其穩(wěn)定控制機(jī)理》采用大尺度三維模擬試驗(yàn)、原位測(cè)試和數(shù)值模擬，對(duì)深部巷道圍巖破壞過(guò)程中的應(yīng)力、變形演化規(guī)律和破壞機(jī)制進(jìn)行了探討，同時(shí)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)作用和承載結(jié)構(gòu)形成機(jī)理進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，提出了深部高應(yīng)力巷道破裂巖體的過(guò)程控制機(jī)理與技術(shù)。

《深部巷道圍巖破裂演化過(guò)程及其穩(wěn)定控制機(jī)理》可為巖土工程相關(guān)研究生教學(xué)參考，亦可作為從事深部巖土工程研究人員的參考用書(shū)。

為達(dá)到學(xué)習(xí)情境中典型工作任務(wù)的教學(xué)目標(biāo)，本教材設(shè)計(jì)采用視頻、實(shí)際案例、情境模擬、實(shí)訓(xùn)任務(wù)單、課后拓展與提高作業(yè)等多種教學(xué)手段，根據(jù)地下工程與隧道技術(shù)專業(yè)爆破施工中的工作任務(wù)所需知識(shí)的深度及廣度來(lái)組織編寫(xiě)。教材編寫(xiě)分8個(gè)教學(xué)情境，主要包括：學(xué)習(xí)情境1，地下工程爆破施工；學(xué)習(xí)情境2，礦井爆破施工；學(xué)習(xí)情境3，露天爆破施工；學(xué)習(xí)情境4，建筑物拆除爆破施工；學(xué)習(xí)情境5，水下爆破施工；學(xué)習(xí)情境6，爆破器材管理；學(xué)習(xí)情境7，爆破有害效應(yīng)分析與防治；學(xué)習(xí)情境8，常見(jiàn)爆破故障處理及重大爆破事故防治等內(nèi)容。