柱状节理岩体爆破开挖松动数值模拟

为研究爆破振动对隧道开挖的影响,采用数值模拟的方法得到了全断面爆破开挖时的压力场和速度场。分析结果表明:最大振动速度在拱顶的垂直方向和起拱处的水平方向上出现,因此该处的围岩也最容易发生破坏;爆破产生的径向方向的应力大于切向方向的应力;隧道围岩首先是承受压力,而后承受拉力;拱顶垂直方向的振动速度远大于直墙方向,而拱顶的水平振动速度很小,这对于具有水平层理的岩体是十分不利的,容易导致层间的分离和破坏。。数值模拟结果对于指导工程设计和工程实践具有重要的意义。

以深圳安托山安峦公馆基坑爆破开挖工程为研究对象,采用数值模拟方法分析了爆破振动传播途径中距离爆源不同距离处的振动速度,以及大断面、小断面隧道衬砌振动速度的分布情况。结果表明：在距离地铁40m以内爆破施工时应采取减震措施;地铁隧道迎爆侧的水平和竖向振动速度要大于非迎爆侧,隧道衬砌最大振动速度在迎爆侧拱顶和拱脚,爆破施工过程中应对隧道迎爆侧重点监测和防护;隧道断面对水平和竖向振动速度均有放大作用。

我国南北货物的发展主要通过铁路的运输,这项交通方式是我国对货物运输的主要方式,这些年来我国的铁路发展已经获得了飞速的提高。下面我们通过对隧道施工的的实际设施为背景,对隧道施工的爆破指数进行了分析简介了整个爆破过程的模拟方法,并对这个过程中产生的震动效应所产生的数值记录作出了有效的模拟分析。

采用非线性动态有限元软件dyna2d,对岩溶区爆破开挖对隧道围岩产生的损伤破坏情况进行了数值模拟分析。模拟结果显示,当隧道附近溶洞的位置、形状以及溶洞内介质不同时,爆破开挖会对隧道围岩产生不同的损伤。本文根据现场的实际情况,分情况对岩溶区隧道爆破开挖产生的损伤破坏进行了数值模拟分析,得出了不同情况下的隧道损伤控制重点,对现场施工具有重要的参考价值。

结合小净距隧道爆破开挖的实际情况,利用ansys数值模拟的方法对由于后修隧道周边眼爆破引起先修隧道的振动进行了分析研究。结果表明:在爆炸荷载作用下,先修隧道初期支护在爆炸后短时间内内力达到最大,但随后衰减很快;先修隧道迎爆侧拱脚和边墙脚的振动速度最大,是爆破控制的薄弱部位,在施工过程中应加强该部位的监控量测。其研究结果对指导隧道工程施工爆破和保证先修隧道安全起到了重要作用,对相似工程也具有一定的参考价值。

采用数值模拟技术预估岩体开裂深度及爆破损伤影响范围对工程设计可以起到事先指导作用,对施工安全具有重大意义,其中科学的、合理的损伤模型及迭代计算方法是关键。基于flac3d程序的用户自定义本构模块,将考虑累积应变和荷载作用时间的yang-liu率相关动力损伤模型与mohr-coulomb弹塑性本构进行耦合,将围岩破坏过程中的损伤特性反映在荷载增量迭代计算中,形成了弹塑性动力损伤本构模型,详细推导了损伤应力修正迭代计算方法。对一圆形隧道爆破开挖进行模拟,探讨了爆破诱发的质点振动衰减特征及围岩损伤分布规律。分析结果表明,爆破产生的质点振动速度峰值与其所造成的损伤具有很好的相关性。该爆破损伤模型及模拟方法可以为类似工程提供一定参考。

从爆破施工的特点入手,对小间距隧道在采用典型双侧导坑法时的爆破施工动力效应进行了数值模拟研究,给出了爆破施工在已有洞室周边产生的动力效应的一般规律,指出在爆破(后开挖洞室)开挖影响区以内,合理确定已有洞室二次衬砌施作时间的重要性,并给出了爆破施工对已有洞室稳定性影响较大的关键开挖位置。研究表明,爆破动载荷对小间距隧道围岩稳定性的影响主要表现为爆炸应力波造成围岩临空面的反射拉伸破坏,破坏较严重的是已有洞室的迎爆墙、拱脚、拱顶等部位。所得结论对小间距隧道爆破施工有一定的参考价值。

在岩溶地区采用钻爆法进行隧道开挖施工,溶洞的存在对隧道爆破开挖安全有直接影响,严重者会造成塌方、伤亡等重大事故.以圆梁山隧道岩溶地形为背景,采用dyna-2d软件数值模拟了层状岩溶地区的既有溶洞对隧道爆破开挖的影响,并结合现场进行了研究.研究结果表明,当溶洞与隧道处于不同空间位置关系时,隧道爆破开挖时的应力将重新分布,在隧道拱顶、直墙和墙脚不同位置会出现破坏危险区域.结合现场进行的数值模拟结果与现场隧道破坏状况一致,验证了数值模拟的可靠性,为隧道施工提供了参考依据.

松岭隧道的爆破开挖技术——根据松岭隧道的工程特点及隧道施工的复杂性，阐述了隧道开挖的减振爆破控制技术和隧道开挖的方法，以及施工量测和振速监测技术在隧道开挖过程中的应用。

在总结国内外水利水电工程涉及柱状节理岩体工程问题的基础上,根据我国拟建的白鹤滩水电站工程不规则柱状节理岩体现场勘测和测试结果,对柱状节理岩体的分类方法进行了探讨,提出了柱状镶嵌块状结构和柱状镶嵌碎裂结构的分类方法。应用岩体质量评价的rmr法和gsi法对白鹤滩水电站两类柱状节理岩体进行了分析,并与美国汉佛德玄武岩核废料埋藏工程柱状节理岩体分类实例进行了对比。研究表明,rmr法和gsi法能较好地反映白鹤滩柱状节理岩体的工程力学特性。

介绍了湖南耒阳市耒中水电站在岩体极为破碎软弱的情况下所采取的爆破开挖措施,其经验可供类似工程参考

遵义县鸭溪镇南片区道路工程 山体爆破开挖方案 第一章编制依据及编制原则 一、编制依据 1、根据遵义市交通勘察设计有限公司设计的《遵义县鸭溪镇南片区道路施工 图》。 2、根据《爆破安全规程》。 3、根据施工设计图测量放样确认爆破区。 第二章工程概况 一、工程概况 遵义县鸭溪镇南片区道路工程，由迎宾大道起于在建的杭瑞高速公路鸭溪立 交连接线起点k0+000处，顺接鸭溪互通连接线，与规划的酒业大道形成“十” 字形平交，终点位于已建设好的内环路，与内环平交，道路长度0.265395km； 鸭溪镇大岚路南段起于规划的酒业大道k0+289.304处，与酒业大道平交，终点位 于已建设好的内环路，大岚路南段道路长度0.309941km商业步行街起于迎宾大 道k0+150处，与迎宾大道平交，经大岚路（与大岚路平交），终点位于已建设好 的黎明路，道路长度0.327994km；三条道路合计

罗南大道扩建工程是在原罗南大道旁进行拓宽,本工程标段内有两座山体,部分山体需要爆破。爆破施工要考虑爆破震动对铁塔的影响和爆破飞石对公路上的车辆行驶的安全以及高压线的安全,对此作了详细的设计说明,确保该项目的顺利进行。

[重庆]山区场地土石方露天浅眼松动爆破开挖施工方案——三、石方开挖　　石方爆破采取浅孔，密布，少药的松动爆破，爆破分台阶进行。爆破后的大块石料采取炮机破碎，然后挖掘机装载上车，自卸车运输至弃渣场。房屋和车库预留基底高程以上0.5米石方和预留车库...

白鹤滩水电站坝基的柱状节理玄武岩具有明显的卸荷损伤特性。为研究这类特殊岩体的卸荷损伤规律,通过变形试验和强度试验获取卸荷过程中柱状节理刚度和强度的定量表达式,并结合离散元方法提出了一种考虑岩体卸荷损伤的数值算法。在此基础上,建立了柱状节理玄武岩的离散元数值模型,开展开挖卸荷过程中柱状节理玄武岩力学特性的损伤规律研究。数值结果表明:岩体卸荷参量从6.0mpa卸载到1.0mpa的过程中,柱状节理玄武岩竖直向和水平向的弹性模量分别降低64.8%和86.3%;黏聚力分别降低18.3%和46.1%;内摩擦角分别降低8.4%和64.7%;柱状节理玄武岩具有显著的卸荷损伤特性,在开挖卸荷过程中变形参数和强度参数均有较大幅度的降低,且水平方向的降低程度大于竖直方向。研究成果可为工程开挖方式和支护形式的选取提供有益参考。

柱状节理通常指发育于玄武岩中呈规则的四方、五方、六方棱柱体形态的原生张性破裂结构面。近年来,相继在浙江、吉林等地的酸性超浅成侵入岩、喷出岩及火山碎屑岩中发现了典型的柱状节理构造,对传统的柱状节理的成因提出了质疑。本文以浙江临海桃渚、衢州湖南镇和吉林四平等地的酸性熔岩中发育的柱状节理为例,分析了其地质特征、科学意义和所赋存的景观资源及其旅游价值。

白鹤滩水电站左岸坝基边坡柱状节理玄武岩出露且易松弛,对边坡安全稳定影响较大。为了解坝基柱状节理玄武岩在爆破开挖后松弛深度的变化规律及发展趋势,以坝基650~660m高程边坡柱状节理试验区为研究对象,利用声波孔检测不同区域、不同支护条件下岩体松弛深度。通过分析检测成果得出如下结论:地质条件对柱状节理玄武岩的松弛深度有影响;预应力锚杆在一定时间内能压密松弛岩体,其防松弛作用好于砂浆锚杆。

“柱状节理玄武岩工程特性研究”项目2013年底通过中国水电工程顾问集团有限公司验收。会议验收认为．该项研究解决了白鹤滩水电站设计重大关键技术难题．经济效益显著。具有推广应用价值。

通过一条盲沟爆破开挖施工的实践,介绍了针对深、窄、紧邻构筑物特点的沟槽,制订相应的优化对策,解决了运输道路、深沟挖装和爆破安全3个难题,取得了预期的爆破效果,为类似沟槽爆破开挖提供参考。

罗南大道扩建工程是在原罗南大道旁进行拓宽,本工程标段内有两座山体,部分山体需要爆破。爆破施工要考虑爆破震动对铁塔的影响和爆破飞石对公路上的车辆行驶的安全以及高压线的安全,对此作了详细的设计说明,确保该项目的顺利进行。

在白鹤滩导流洞柱状节理玄武岩已开挖施工的洞段,出现多处局部岩体松弛破裂和垮塌现象。经深入研究玄武岩柱状节理变形特性,根据对开挖、支护阶段围岩变形、锚杆应力、松弛深度检测的成果,对比分析开挖阶段围岩变形差异,提出了支护方式与时机选择,为导流洞的开挖与支护提供了技术支撑。

随着我国经济的发展,交通运输上压力越来越大,为减轻交通运输方面的压力,修路工程在我国的大力推广,其中浅埋隧道爆破开挖施工阶段安全控制的问题不断地在修路工程施工中出现,而在这其中新形势下施工阶段浅埋隧道爆破开挖及其震动效应研究,是直接关系到修路工程施工的能否顺利进行下去的关键因素之一,故主要就浅埋隧道爆破开挖及其震动效应研究。