近接隧道施工安全控制关键技术

第1章 绪论 1.1 研究的背景与意义 1.2 国内外研究进展情况及思考 1.2.1 重载铁路隧道列车振动传播机理与特性研究 1.2.2 下穿重载铁路隧道交叉段围岩动力响应研究 1.2.3 重载列车荷载作用下交叉隧道超前管棚支护研究 1.2.4 山岭隧道爆破振动响应及控制研究 第2章 理论部分 2.1 引言 2.2 近接交叉隧道影响分区分度准则 2.2.1 分区影响因素与分区表达式 2.2.2 分区参考准则 2.3 基于Hoek-Brown模型的铁路隧道围岩分级研究 2.3.1 岩体Hoek-Brown准则分析 2.3.2 围岩抗剪强度参数分析 2.4 重载列车荷载的确定 2.5 振动荷载的影响区域 2.5.1 计算重载列车运行作用于隧道道床垂直集中力 2.5.2 计算列车荷载作用下拱底位移 2.5.3 确定列车荷载对新建隧道周边应力状态的影响 2.5.4 计算下穿隧道开挖引起的既有隧道拱底位移 2.5.5 计算考虑列车荷载影响及下穿隧道开挖作用下拱底位移 2.6 交叉隧道围岩夹层塑性叠加区理论 2.6.1 轴对称隧道开挖围岩的弹性应力状态 2.6.2 一般开挖隧道围岩的弹性应力状态 2.6.3 弹塑性区围岩应力分布状态 2.6.4 交叉隧道塑性叠加区的弹塑性分析 2.6.5 塑性区半径的敏感因素分析 2.7 新建隧道开挖对既有隧道沉降的影响 2.8 等效球形爆源下地表振动效应研究 2.8.1 等效球形爆源下地表振动效应 2.8.2 球形药包地表振速函数 2.9 爆破振动信号分析 2.9.1 爆破振动信号干扰项去除 2.9.2 爆破振动信号时频分析 2.10 微差爆破实际延期时间识别 2.10.1 理论阐述 2.10.2 实测信号分析 2.11 本章小结 第3章 新建隧道下穿重载铁路隧道室内相似模型试验研究 3.1 概述 3.2 相似理论 3.3 模型箱及试验材料 3.3.1 模型箱及加载系统 3.3.2 试验材料的相似比 3.3.3 围岩材料的制备 3.3.4 衬砌结构的制备 3.3.5 模型试验测点布置 3.4 模型试验过程及结果 3.4.1 重载列车振动荷载现场测试 3.4.2 交叉段加速度时程分析 3.4.3 交叉段围岩土压力分析 3.5 交叉隧道相似模型试验的三维数值模拟验证 3.5.1 交叉段加速度时程分析 3.5.2 交叉段围岩土压力分析 3.6 本章小结 第4章 重载列车荷载作用下隧道结构动力响应数值模拟 4.1 概述 4.2 重载列车荷载作用下立体交叉隧道动力响应及超前支护机理 4.2.1 FLAC3D动力计算模型的建立 4.2.2 动力计算结果分析 4.3 重载列车荷载作用下新建下穿隧道开挖过程动力响应 4.3.1 交叉隧道计算模型 4.3.2 新建隧道下穿既有隧道施工模拟 4.4 本章小结 第5章 隧道爆破振动响应的数值模拟研究 5.1 基于ANSYS/LS-DYNA的隧道爆破振动的数值模拟研究 5.1.1 ANSYS/L.S-DYNA动力计算模型的建立 5.1.2 数值模拟结果验证 5.1.3 地面既有建筑物振动响应分析 5.2 基于FLAC3D的隧道爆破振动的数值模拟研究 5.2.1 计算模型的建立 5.2.2 动力分析过程 5.2.3 计算结果分析 5.3 本章小结 第6章 京张高铁草帽山隧道动力响应及控制关键技术 6.1 概述 6.2 草帽山隧道爆破振动控制研究 6.2.1 监测方案 6.2.2 监测数据分析 6.2.3 交叉隧道爆破振动控制 6.2.4 新建京张高铁草帽山交叉段爆破方案优化设计 6.3 交叉隧道施工安全监测及控制技术研究 6.3.1 交叉隧道施工安全监测方案 6.3.2 监测数据分析 6.4 交叉隧道施工方案优化 6.5 本章小结 第7章 崇礼隧道下穿既有村庄掘进爆破的动力响应及控制技术研究 7.1 概述 7.2 崇礼隧道下穿既有村庄掘进爆破工程 7.2.1 工程概况 7.2.2 爆破方案 7.2.3 监测方案 7.3 隧道爆破施工引起地表振动波传播衰减规律 7.3.1 爆破振动速度衰减规律分析 7.3.2 爆破振动频谱分析 7.3.3 爆破振动能量分析 7.4 构造定量考虑频率影响的爆破振动安全评价体系 7.4.1 爆破振动速度衰减规律分析 7.4.2 爆破振动主频衰减规律分析 7.4.3 考虑频率影响的爆破振动速度衰减规律分析 7.5 本章小结 第8章 碎石土偏压隧道在线监测与安全控制技术 8.1 概述 8.2 头道沟偏压隧道工程 8.2.1 工程概况 8.2.2 地质条件 8.3 偏压围岩压力计算 8.4 现场监测量测 8.4.1 自动化监测系统 8.4.2 监测内容及测点布置 8.5 碎石土偏压隧道模型的建立 8.5.1 数值模型假定 8.5.2 计算模型及工况设计 8.6 计算结果分析 8.6.1 隧道埋深因素影响 8.6.2 围岩等级因素影响 8.6.3 支护形式因素影响 8.6.4 偏压角度因素影响 8.6.5 地表横向沉降曲线特性分析 8.7 本章小结 参考文献