隧道近距下穿管线的爆破振动特征及安全标准

摘要：

采用ANSYS/LS-DYNA软件中的ALE算法建立隧道-地层-管线三维数值模型,在地面测试爆破振动,验证数值模型可靠性;研究隧道爆破振动下地下管线横向和纵向的峰值振速和应力响应特征,探究管线和周边围岩的振动响应差异;分析净距、掏槽起爆药量和周边岩土性质对管线振动的影响.研究结果表明:数值模型中,地面测点的振速峰值与现场实测振速峰值相对误差均不超过5.0％;隧道爆破地震波引起管线横断面底部的峰值振速最大,中部次之,顶部最小,而管线中部的峰值拉应力最大,底部次之,顶部最小;沿管线纵向各点的振速峰值和拉应力峰值均出现在距离爆源0～4 m处,并随着与爆源距离的增大而逐渐减小;接触面处管线各单元的峰值振速和振动频率均明显比相应位置处土层单元的大;地下管线的峰值振速和拉应力均随着净距减小、掏槽装药量增大而不断增大,且管线上部的峰值振速和拉应力增量要比底部和中部的小;当地下管线周边为含卵石砂层时,管线的峰值振速和峰值拉应力最大,地下管线周边为回填黏土和夯实砂土时则较小.根据最大拉应力强度理论,建议管线的最大振速控制在4.68cm/s以下.

关键词：隧道工程、爆破振动、地下管线、数值模拟、ALE算法、振动响应、安全标准

所属期刊栏目：50

分类号：U455.6(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;山东省重点研发计划公益类项目;山东省“双一流”建设工程-土木资助项目2019;中国博士后基金资助项目

在线出版日期：2020-05-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：2870-2885