隧道周边的预切割槽对减少爆破震动和损坏区域影响的 数值分析

隧道周边的预切割槽对减少爆破震动和损坏区域影响的  数值分析(中文7000字,英文PDF)
摘要
高性价比的隧道开挖方式可以用爆破的方法来实现。然而，爆破技术将引起震动和噪音，这可能会导致严重的社会问题，如市民投诉。因此，有效的城市空间管理强烈需要发展一种能够减少爆破引起的震动的创新的隧道开挖方法。于是，本项研究介绍了一种常规爆破技术与预切割工艺相结合的能够减少爆破震动新的隧道开挖方法，并且使用三维有限元分析技术对该隧道开挖方法进行了可行性研究。在微观尺度，本文研究的重点是炮孔和轮廓孔的，而宏观尺度，研究影响隧道尺寸形状的因素。从微观尺度分析，可以推断，所提出的方法相对于传统的先行钻孔爆破方法能够有效的减少爆破引起的震动。从宏观尺度模拟，发现该爆破引起的振动的降低是独立于前切削自由表面的厚度的，但是依赖于预切割自由表面的深度。随着预切割自由表面的深度增加，爆破引起的振动以及挖掘破坏区的深度可显著降低。由爆破引起的振动能量不会通过自由表面传输，而是被限制在的目标掌子面内。被引导的冲击波在目标表面集中，使爆破效率最大化。根据预计，由于炮孔数量的减少，炸药重量的降低，超挖空间以及挖掘破坏区的减少，施工成本将会降低。更重要的是，超挖空间和
开挖损伤区的减少提高了隧道施工的安全。