›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (7): 1995-2003.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

隧道近距下穿山坡楼房爆破振动测试研究

管晓明,傅洪贤,王梦恕   

  1. 北京交通大学 土木建筑工程学院,北京 100044
  • 收稿日期:2013-10-08 出版日期:2014-07-10 发布日期:2014-07-11
  • 通讯作者: 傅洪贤,男,1966年生,博士,教授,主要从事隧道及地下工程钻爆施工理论和技术方面的研究。E-mail: fhxllj@163.com E-mail:2008dagong@163.com
  • 作者简介:管晓明,男,1985年生,博士研究生,主要从事隧道及地下工程爆破工程研究
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No. 51278042);国家自然科学基金项目(No. L1222021);铁道部重点课题(No. 2010G016-L-1)。

Blasting vibration characteristics monitoring of tunnel under-passing hillside buildings in short-distance

GUAN Xiao-ming,FU Hong-xian,WANG Meng-shu   

  1. School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
  • Received:2013-10-08 Online:2014-07-10 Published:2014-07-11

摘要: 以成渝客运专线新红岩隧道为工程背景,测试了隧道近距下穿山坡楼房爆破时引起的地面振动。通过对隧道浅埋侧(隧道地表斜坡下部)和深埋侧(隧道地表斜坡上部)的地表振动数据分析,研究了地表的振动速度、振动主频及振动安全评价方法。结果表明:在浅埋隧道爆破的近区,入射纵波为主要载体,地表水平和竖直方向振动的主要成分可以认为是入射纵波在水平和竖直方向的投影,浅埋侧和深埋侧地表水平和竖直方向振速的大小取决于爆心距和入射纵波与竖直方向的夹角两个因素;隧道采用电子雷管进行单孔连续起爆,相比非电雷管爆破,可以有效降低地表振动强度,同时能够提高地表振动主频;地表振动主频方面,地表竖直方向振动主频普遍高于水平方向,而且浅埋侧地表竖直和水平方向主频大多高于深埋侧地表对应方向的主频;隧道近距下穿山坡楼房进行爆破施工时,建议在浅埋侧和深埋侧地表同时布置爆破振动监测测点,并根据浅埋侧和深埋侧地表测点的峰值振速、爆破振动主频与建筑物固有频率的关系对地表振动安全进行评价,以减少隧道施工爆破对地表环境和周围建筑物造成的振动破坏。

关键词: 浅埋隧道, 下穿建筑物, 爆破监测, 振动特征, 安全评价, 电子雷管

Abstract: Blasting vibration characteristics of shallow tunnel under-passing hillside buildings in short-distance were investigated. Based on the engineering background of New Hongyan tunnel of Chengdu-Chongqing High-speed Railway, the vibration characteristics of tunnel blasting were measured. Then by analyzing the results of ground vibration on shallow buried side (the lower part of slope) and deep buried side (the upper part of slope), the characteristics of vibration velocity, principal vibration frequency and safety assessment method were discussed. In the blasting near zone of shallow tunnel, the incident p-wave is the primary wave. Moreover, the major components of the horizontal and vertical ground vibrations can be considered as the projection of the incident p-wave in both horizontal and vertical directions. Besides, the ground vertical and horizontal velocities in shallow and deep buried sides have relationship with the distance from explosive source to measurement points and the angle between the incident p-wave and the vertical direction. Compared with applying non-electronic detonators for the tunnel blasting, using digital detonators one by one can effectively reduce the ground vibration strength and improve the ground vibration principal frequency. In addition, the ground vertical principal vibration frequencies are generally higher than the horizontal principal vibration frequencies. Furthermore, the ground vertical and horizontal principal vibration frequencies of the shallow side are higher than the corresponding directions principal frequencies of the deep buried side. With respect to shallow tunnel under-passing hillside buildings in short-distance, the blasting vibration characteristics should be measured in the deep and shallow buried sides simultaneously. The safety of structures nearby can be assured by judging the vibration velocity and the relationship between the principal vibration frequencies of the deep and shallow buried sides of tunnel and buildings simultaneously.

Key words: shallow tunnel, under-passing buildings, blasting monitoring, vibration characteristics, safety assessment, digital detonators

中图分类号: 

  • U 45
[1] 翁永红, 张练, 徐唐锦, 黄书岭, 丁秀丽, . 高水头下大型导流洞新型堵头-围 岩相互作用规律与安全评价[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 242-252.
[2] 汪大海, 贺少辉, 刘夏冰, 张嘉文, 姚文博. 地层渐进成拱对浅埋隧道上覆土压力影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2311-2322.
[3] 王华宁,吴 磊,. 斜坡下考虑支护效应浅埋隧道力学响应的时效解答[J]. , 2016, 37(S2): 83-93.
[4] 杨海朋,白 冰,聂庆科, . 基于多元统计的竖井井壁安全评价模型研究[J]. , 2016, 37(S1): 27-34.
[5] 程小虎 ,庞振勇 ,曾东洋 ,曾德光,. 基于极限超载的无衬砌浅埋土质隧道稳定性研究[J]. , 2016, 37(3): 835-841.
[6] 杨 峰 ,郑响凑 ,赵炼恒 ,石杰红 ,阳军生,. 地表超载作用下隧道失稳破坏的上限有限元分析[J]. , 2015, 36(S2): 695-701.
[7] 夏元友 ,陈春舒 ,BAKRI Mudthir ,王智德 ,周 雄,. 浅埋隧道开挖引起的土体水平位移分析[J]. , 2015, 36(2): 354-360.
[8] 阳军生,张 箭,杨 峰. 浅埋隧道掌子面稳定性二维自适应上限有限元分析[J]. , 2015, 36(1): 257-264.
[9] 王志伟 ,乔春生 ,宋超业,. 上软下硬岩质地层浅埋大跨隧道松动压力计算[J]. , 2014, 35(8): 2342-2352.
[10] 周宗青 ,李术才 ,李利平 ,隋 斌 ,石少帅 ,张乾青 . 浅埋隧道塌方地质灾害成因及风险控制[J]. , 2013, 34(5): 1375-1382.
[11] 朱根桥 ,林 志 ,朱育才 ,杨 成 . 隧道原位扩建对邻近建筑物影响评估的研究[J]. , 2012, 33(S2): 251-256.
[12] 朱正国 ,孙明路 ,朱永全 ,孙星亮 . 超小净距隧道爆破振动现场监测及动力响应分析研究[J]. , 2012, 33(12): 3747-3752.
[13] 刘 博 ,李海波 ,冯海鹏 ,周青春 ,王 秒 ,宋全杰 . 强夯施工振动对海工防渗墙影响试验及安全监控[J]. , 2012, 33(10): 3073-3080.
[14] 李 奎,李志业,高 波. 既有地铁车站结构安全性评估方法研究[J]. , 2011, 32(4): 1193-1199.
[15] 王 成,徐 浩,郑颖人. 隧道近接桩基的安全系数研究[J]. , 2010, 31(S2): 260-264.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘 晓,唐辉明,刘 瑜. 基于集对分析和模糊马尔可夫链的滑坡变形预测新方法研究[J]. , 2009, 30(11): 3399 -3405 .
[2] 胡大伟,周 辉,谢守益,张 凯,邵建富,冯夏庭. 大理岩破坏阶段Biot系数研究[J]. , 2009, 30(12): 3727 -3732 .
[3] 师旭超,韩 阳. 卸荷作用下软黏土回弹吸水试验研究[J]. , 2010, 31(3): 732 -736 .
[4] 朱建明,彭新坡,姚仰平,徐金海. SMP准则在计算煤柱极限强度中的应用[J]. , 2010, 31(9): 2987 -2990 .
[5] 原喜忠,李 宁,赵秀云,杨银涛. 东北多年冻土地区地基承载力对气候变化敏感性分析[J]. , 2010, 31(10): 3265 -3272 .
[6] 白 冰,李小春,石 露,唐礼忠. 弹塑性应力-应变曲线的斜率恒等式及其验证和应用[J]. , 2010, 31(12): 3789 -3792 .
[7] 唐利民. 地基沉降预测模型的正则化算法[J]. , 2010, 31(12): 3945 -3948 .
[8] 李占海,朱万成,冯夏庭,李绍军,周 辉,陈炳瑞. 侧压力系数对马蹄形隧道损伤破坏的影响研究[J]. , 2010, 31(S2): 434 -441 .
[9] 蔡辉腾,危福泉,蔡宗文. 重庆主城区粉质黏土动力特性研究[J]. , 2009, 30(S2): 224 -228 .
[10] 宋 玲 ,刘奉银 ,李 宁 . 旋压入土式静力触探机制研究[J]. , 2011, 32(S1): 787 -0792 .