考虑地应力瞬态卸荷低频放大效应的深埋隧洞爆破开挖振动安全评估

作     者：范勇 王奋 卢文波 王峰 何卫平 严鹏 冷振东 FAN Yong;WANG Fen;LU Wenbo;WANG Feng;HE Weiping;YAN Peng;LENG Zhendong

作者机构：三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072 贵州省水利水电勘测设计研究院贵州贵阳550002 武汉大学 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51609127) 湖北省水电工程施工与管理重点实验室开放基金项目(2016KSD11) 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室开放基金(RMHSE1603) 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2018年第37卷第A2期

页      码：4184-4197页

摘      要：深埋隧洞爆破开挖过程中,爆炸荷载和地应力瞬态卸荷耦合作用产生的高、低双频带振动往往会威胁邻近建筑物的安全,而传统的振动安全评估常常忽视地应力瞬态卸荷低频放大效应的影响。首先采用时能密度、幅值谱和滤波分析方法,研究瀑布沟水电站地下主厂房开挖爆炸荷载和瞬态卸荷耦合作用下本邻洞的振动频谱特征;然后基于结构动力响应分析,讨论隐藏于耦合振动波形中的瞬态卸荷诱发振动的低频放大效应;最后结合质点峰值速度和振动频率双重指标,评估隧洞爆破开挖围岩的安全性。研究结果表明:本洞中爆炸荷载产生的振动峰值明显大于瞬态卸荷诱发的振动峰值,邻洞中二者分布规律相反;爆炸荷载产生的振动以高频为主,主频区间65~135Hz,平均主频96Hz,瞬态卸荷诱发的振动以低频为主,主频区间20~60Hz,平均主频46Hz;瞬态卸荷诱发振动的频率较低,更加接近花岗岩固有频率37Hz,易产生共振,振幅放大系数达到1.72;当地应力水平较高,达到70MPa量级时,地应力瞬态卸荷低频放大效应会导致围岩不安全区域从6.0m显著扩大至20.1m。研究成果可以为类似深埋隧洞爆破开挖振动安全评估提供参考和借鉴。

主 题 词：隧道工程 深埋隧洞 爆破开挖 瞬态卸荷 频谱特征 低频放大效应 安全评估 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13722/J.CNKI.JRME.2017.0650

馆 藏 号：203454445...