论文摘要
在我国多山和丘陵地区修建的高速公路中,存在大量岩质高边坡。这些高边坡的稳定性一直为人们所重视。其中,爆破开挖所产生的地震效应,作为一种影响边坡稳定的外部因素,越来越受到人们的关注。强烈韵爆破振动作用很可能诱发边坡体的崩塌、滑坡甚至泥石流等灾害,导致严重的后果。而当前国内外对岩质边坡动力响应规律研究较少,因此,研究出爆炸荷载下岩质高边坡的动力反应规律,探索爆破振动对边坡稳定性的影响,具有重要的实际意义。本文结合广贺高速公路路堑岩质高边坡爆破开挖施工,在现场进行爆破振动测试,利用FLAC-3D软件建立了该高边坡的爆破动力学数值模型,对岩质边坡在爆破荷载作用下的动力响应规律和稳定性进行了分析和研究,得到了一些初步的规律。本文的主要成果如下:在探讨爆破破岩机理和爆破地震波传播机理的基础上,利用路堑岩质高边坡爆破振动现场测试成果,总结分析了该边坡开挖爆破设计参数的合理性,通过对部分爆破振动监测数据进行分类统计,总结出试验边坡爆破振速的特点。利用回归分析方法,得出了试验边坡的爆破振速峰值衰减规律。并提出了适合现场生产的减震措施。基于快速拉格朗日法及FLAC-3D软件,在对爆破荷载输入、边界条件、本构模型、阻尼设置等方面的分析和讨论基础上,建立了现场测试边坡爆破动力问题模型。通过数值模拟对该边坡在爆破荷载作用下的动力响应进行了分析,得到了质点振速峰值的特点,证明了高程放大效应,得到了坡内质点振速小于坡面质点振速的结论;得到了不同时刻应力的分布图,发现竖直方向应力变化不大而水平径向应力和剪应力变化较大;得到了各质点的位移时程曲线,发现质点最大位移的规律性不强,坡面质点的位移基本大于边坡内部的质点。综合运用基于数值模拟的强度折减法和基于时程法的sarma法对试验边坡在爆破荷载下的稳定性进行分析,得出不同爆破药量下的边坡爆破振动稳定安全系数时程曲线,从而判断边坡在爆破荷载作用下是稳定的,并得到了安全临界药量。