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爆破施工对新浇混凝土衬砌结构的损伤影响分析

李万喜  
【摘要】:近年来,随着国民经济的迅猛发展,地下工程建设的项目越来越多,如铁路与公路隧道工程、水利水电工程、市政工程、人防与国防工程等。在岩体地下工程建设中,爆破施工对混凝土结构的影响研究一直是科学界和工程界关注的问题。以往的研究主要集中在爆破施工产生的地震效应方面,并制定了各种情况下混凝土结构的安全振动速度。本文根据混凝土损伤理论,利用有限元数值模拟技术,研究了地下工程掘进爆破施工产生的空气冲击波荷载对早期喷射混凝土衬砌结构的损伤影响,定量地给出了衬砌结构的最大损伤程度。文中分析了多次载荷作用下衬砌结构的损伤积累趋势,对混凝土喷层厚度、掘进施工循环进尺、循环作业时间、爆破药量等因素对衬砌结构的损伤影响进行了对比研究,总结了各种因素下衬砌结构损伤发展变化的规律。探讨了地下工程混凝土衬砌结构的最大允许损伤值,并据此给出了各种工况下掘进爆破施工的安全用药量,为地下工程掘进爆破施工和早期喷射混凝土衬砌结构的设计提供了重要的理论依据。 文中论述的利用通用有限元软件ANSYS实现衬砌结构损伤分析的方法,对其它混凝土结构和构件的损伤分析也具有参考价值。


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