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大跨度硬岩隧道爆破对地表质点振动的影响规律

于建新  
【摘要】:结合胶州湾湾口海底隧道青岛端接线工程的具体条件,在工作面前方、后方和侧方地面位置,平行隧道轴线、垂直隧道轴线方式布置测点,并结合试验段爆破方案的不同设计监测方案。根据监测数据,较为系统地研究了隧道爆破引起地表一定范围内质点的振动规律。采用现场监测与数理统计的方法,得出地表质点振动速度随距离的变化规律。具体的研究内容包括(1)地表质点沿隧道轴线方向的振动规律,(2)地表质点沿垂直隧道轴线方向的振动规律,(3)隧道爆破引起地表质点振动速度的计算公式。得到了爆破垂直振动速度、水平振动速度及相应主振频率的变化规律。 地表质点振动规律:(1)地表质点的垂直振动速度和水平振动速度的数值在隧道轴线上方呈现震荡变化的特点。(2)在距爆炸中心水平距离10m-20m的范围内,存在“极振效应”,地表质点垂直振动速度及水平振动速度的变化规律不符合萨道夫斯基公式。(3)地表质点垂直振动速度的最大值发生在距爆炸中心水平距离为5m-20m的范围内。垂直振动速度的最大值是爆炸中心上方垂直振动速度的1.04-3.1倍。(4)地表质点水平振动速度的最大值发生在距爆炸中心水平距离为5m-15m的范围内。水平振动速度的最大值是工作面上方水平振动速度的1.1-6倍。(5)垂直振动、水平振动的主振频率的数值在10Hz-120Hz范围内,主振频率的变化规律不明显。 回归分析出了青岛花岗岩地层的萨道夫斯基公式的K、α值。以实测数据为依据,利用曲线拟合得到了隧道轴线上方地面质点垂直振动速度随水平距离变化的区域性预测公式。 本文研究得到的大跨度硬岩隧道爆破对地面质点振动的影响规律,有效地指导了安全施工,对类似工程项目的建设及相应爆破理论的研究具有参考价值。


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