【摘 要】
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目前,国内外对空洞病害的影响研究主要是在静力作用下进行的,而对动力作用下存在空洞的隧道衬砌的研究较少,因此,研究爆破振动作用下存在空洞的隧道衬砌的动力响应规律,探索
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目前,国内外对空洞病害的影响研究主要是在静力作用下进行的,而对动力作用下存在空洞的隧道衬砌的研究较少,因此,研究爆破振动作用下存在空洞的隧道衬砌的动力响应规律,探索爆破振动对背后存在空洞的隧道衬砌的安全性影响,具有重要的理论意义。本文主要的研究内容和结论如下:(1)借助结构力学的方法,分析了拱顶空洞影响下隧道衬砌结构的破坏机理。结果表明,拱顶最有可能发生破坏;围岩情况越差,空洞尺寸越大,隧道的跨度越大,则拱顶外侧所受的拉力作用就越明显。(2)将深埋长隧道及其拱顶背后空洞简化为各向同性弹性材料全空间中的相邻圆形孔洞问题,并根据前人的理论提出了平面SH波入射下问题的解决方法。(3)利用MIDAS/GTS有限元软件,进行了爆破振动作用下拱顶空洞对既有隧道衬砌结构的动力响应规律数值模拟研究。结果表明,空洞环向和径向尺寸的增大对拱顶水平方向的振速具有减小作用,对竖直方向的振速具有增大作用,而且径向尺寸的影响更大;爆破振动作用下,受空洞影响最大的是迎爆侧拱脚和底板两个部位。(4)将爆破振动作用下对存在空洞的隧道衬砌的防护措施归结为主动防护和被动防护两大类,分别叙述了具体措施及其作用原理。并验证了隧道预裂爆破的减震效果。
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