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深埋洞室开挖瞬态卸荷诱发振动的衰减规律
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2015
  • 页码:541-549
  • 分类:O383.1[理学—流体力学;理学—力学] TV554[水利工程—水利水电工程]
  • 作者机构:[1]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072, [2]武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室,湖北武汉430072
  • 相关基金:国家杰出青年基金项目(No.51125037):国家重点基础发展计划(973)项目(No.2011CB076354):高校博士点基金(No.20110141110026).
  • 相关项目:岩体开挖瞬态卸荷的作用机制及动力效应
中文摘要:

深埋洞室爆破开挖过程中围岩初始地应力的瞬态卸荷会诱发振动。针对圆形隧洞开挖,分析了地应力瞬态卸荷过程中围岩应变能、动能、径向应力做功3者之间的平衡机制,并采用量纲分析,建立了基于开挖岩体应变能的瞬态卸荷诱发振动衰减公式。结合锦屏二级引水隧洞和瀑布沟地下主厂房爆破开挖实例,开展了瞬态卸荷诱发振动的识别分离,并分析了诱发振动的衰减规律。研究表明:地应力瞬态卸荷诱发振动的峰值与被开挖岩体应变能密度的二次方根成正比,且开挖卸荷体积越大,诱发振动越强烈;与Lu-Hustrulid衰减公式相比,新衰减公式应用范围更广,使用精度更高。

英文摘要:

During drilling and blasting excavations of deep caverns, the transient unloading of in-situ stress on the excavation boundary can induce vibrations in surrounding rock mass. For circular tunnel excavation, the balance mechanism of strain energy, kinetic energy and work done by radical stress during the process of the transient unloading of in-situ stress is analyzed, then a new attenuation formula is established to analyze the attenuation law of vibrations induced by the transient unloading of in-situ stress based on the strain energy of excavated rock mass with the tool of unit analysis. Case studies of Jinping II and Pubugou hydropower stations are presented to show how to identify and separate the vibrations induced by the transient unloading of in-situ stress from the monitored vibration signals. Studies indicate that the amplitudes of vibrations induced by the transient unloading of in-situ stress are proportional to the square root of strain energy density of excavated rock mass, and the bigger volume of excavated rock mass is, the intenser vibrations are induced by the transient unloading of in-situ stress. Compared with the existing attenuation formula proposed by Lu and Hustrulid, the new attenuation formula has a wider range of application and higher precision.

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期刊论文 103 会议论文 9 获奖 2 专利 6 著作 1
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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873