【碩士】基于變位規(guī)律的錨碇隧道圍巖損傷度安全閾值研究【2009】

內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：巖土工程　　授予學位：工學碩士　　學位授予單位：長沙理工大學　　學位年度： 2009年　　相對于重力錨，隧道式錨碇能顯著的降低工程造價，近年來在工程實踐中獲得足夠重視并被逐步推廣。然而，與隧道式錨碇相關的專項研究開展得不多、可參考的經(jīng)驗較少，制約了該種形式錨碇的使用，本文的初衷就是在此方面作一個有益的嘗試。　　本文結合矮寨懸索橋錨碇隧道的爆破施工，通過圍巖的聲波測試得到了圍巖損傷度和松動圈范圍在爆破沖擊荷載作用下的發(fā)育規(guī)律，探討了圍巖累積損傷程度和振動速度之間的對應關系以及引起巖體損傷度累計效應的閾值，較為完整地描述了爆破沖擊荷載作用下圍巖損傷度和松動圈的發(fā)展過程。在此基礎上得出合理的爆破振動速度的控制指標。試驗和研究結果表明：錨碇隧道的爆破施工不但要控制單次爆破對圍巖的擾動，更重要的是，應考慮圍巖在頻繁的近距離爆破作用下產(chǎn)生的累計振動效應并加以控制。爆破振動速度控制在3c州s一6c獻范圍內(nèi)，最大圍巖松動圈厚度約為2．3m，圍巖平均損傷度O．22。當測點處圍巖的振動速度小于2cnl／s時，圍巖的損傷度積累不明顯，可視為爆破振動累積損傷閩值?！　〈送?，建立了不同圍巖損傷度的隧道式錨碇變位特性分析模型，通過數(shù)值模擬的方法，得到了隧道式錨碇位移特性和損傷度的對應關系曲線，研究表明：位移-損傷度關系曲線，呈倒“S”型，存在兩個拐點，當損傷度D≥0．3時，以左右錨碇為中心，位移．損傷度關系曲線，上分別出現(xiàn)兩個峰值點，兩錨碇的位移場開始出現(xiàn)不同程度的獨立性、位移等值線逐步分離。當D≥6時，位移-損傷度關系曲線，斜率大幅增大，兩錨碇位移場等值線完全分離，錨碇可能類似于土體刺入式破壞而發(fā)生整體失穩(wěn)或被撥出，D=0．6可以視為錨碇失穩(wěn)破壞的臨界點。本文錨碇隧道損傷度安　　全閾值取0．2．　　最后，為闡述隧道式錨碇和下部公路隧道相互影響程度，建立了損傷度D=O．2的工況分析模型群，研究表明：由于下部公路隧道的存在，施加1P、3P、5P、10P以后，左右錨碇會產(chǎn)生0．758mm、O．84mm、0．889mm、1．037mm的豎向位移差，使得豎向位移．位置曲線繞原點附近的某一點發(fā)生順時針方向的旋轉并沿豎向發(fā)生平移，導致兩錨塞體偏離設計位移；公路隧道對錨碇垂直橋軸向、橋軸向位移場影響較小?！　?

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