【摘 要】
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交通是国民经济发展命脉,其中道路运输占主导作用,我国的道路基础设施建设现在正处于快速发展时期,而对于山地地区,由于受地形复杂和地貌特殊等诸多复杂地质条件的影响,常规施工方案往往无法正常开展。而爆破施工作为一种高效、经济和便捷的工程建设重要手段有着一般机械和人力无法代替的特殊优势,因而被广泛用于路基岩质高边坡成形爆破工程的开挖中。但由于岩石爆破过程及机理的复杂性和施工过程中爆破振动所造成的边坡失稳等
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交通是国民经济发展命脉,其中道路运输占主导作用,我国的道路基础设施建设现在正处于快速发展时期,而对于山地地区,由于受地形复杂和地貌特殊等诸多复杂地质条件的影响,常规施工方案往往无法正常开展。而爆破施工作为一种高效、经济和便捷的工程建设重要手段有着一般机械和人力无法代替的特殊优势,因而被广泛用于路基岩质高边坡成形爆破工程的开挖中。但由于岩石爆破过程及机理的复杂性和施工过程中爆破振动所造成的边坡失稳等安全事故,以往针对边坡爆破振动的现场研究手段有限,且无法直观观测到边坡深部岩体内部的应力变化和是否破坏等情况,所以对路基边坡成形爆破开挖中边坡的动力响应数值分析具有着重要的工程实际意义和理论研究价值。本文基于贵州省某高速公路爆破施工工程边坡成形开挖项目的背景,以路基边坡成形爆破开挖段K86+152～K86+600合同段来进行边坡动力响应数值分析。主要从以下几个方面进行分析:1.通过详细介绍在ABAQUS数值模拟软件中,爆破荷载下的岩质边坡动力分析所需的各种参数的计算依据和方法,并通过建立无限元边界和边坡有限元模型进行耦合分析,克服了人工边界选取范围大,模型计算规模庞大,在边界处产生应力波反射和散射效应,影响计算结果且不符合实际情况等问题。2.依据岩石爆破基本理论和爆破荷载等效计算理论公式,通过数值计算分析得到四种等效方法的优劣性,并为本文后续分析中使用的荷载参数来源提供依据。3.利用ABAQUS有限元软件对不同边界条件下数值计算地应力平衡结果和理论计算结果进行对比分析,通过计算两者相对误差和应力分布情况,得到边坡预应力场计算中的最合理边界条件,即人工截取边界约束法向位移。4.基于岩石破坏准则确定不耦合情况下等效荷载理论计算中的粉碎区Rc和破裂区Rf理论计算公式,为Rc和Rf提供了理论计算。5.对路基边坡成形爆破开挖段K86+152～K86+600合同段进行三维数值模拟分析。动力响应结果表明,爆破振动速度在控制标准内,且拉应力最大值和最先出现区域均在坡脚处,则实际工程中边坡坡脚处应当加强防护措施。通过对不同起爆方式对比分析中发现正向起爆振速远小于反向起爆,在边坡振动速度控制标准要求更高和其他条件不变的情况下正向起爆方式优于反向起爆。不同不耦合系数下边坡各测点的动力响应和不同变量下的衰减规律结果表明,最佳不耦合系数的取值范围为1.5≤k≤1.6。图[38]表[18]参[67]
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