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复线隧道掘进爆破振动监测与振速预测分析

作　者: 崔巍
导　师: 张世平
学　校: 太原理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: 既有线路最小二乘法振动监测振动速度预测
分类号: U455.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文以新建太兴铁路太静段工程TXXS-1标段新悬泉寺隧道施工工程爆破振动安全监测项目为背景,将新建隧道爆破现场作为科研对象,主要开展以下几个方面的工作：(1)对地震波类别及传播特征进行了阐述,计算得出爆破振动极限安全监测距离,为监测设备的布置提供了依据；介绍爆破开挖岩层应力场分布,根据此项目背景,说明既有线路处于新建隧道爆破施工的线弹性区。(2)对新建隧道施工过程中的爆破振动进行了全程监测,获得了大量的监测数据,通过利用最小二乘法进行回归分析,确定经验公式中的k,a值,同时得出了新建隧道施工过程中爆破强度衰减规律。(3)利用HHT分析方法,对信号进行分解,得到了爆破信号的信号组成及主要分量,并对主要分量进行包络,得到了新悬泉寺隧道施工过程中雷管的实际微差爆破延时时间,对工程爆破参数优化,具有重要参考价值。(4)通过建立BP神经网络模型,实现了爆破振动强度三参量的准确预测,并对其在爆破振动强度预测中的极强的非线性处理能力进行了验证,通过与经验预测公式的对比表明：BP神经网络能够完全满足爆破振动强度的预测要求,预测精度高,预测过程简单,具有实际推广应用价值。课题研究目标：本篇论文主要采用在施工现场进行数据收集、辅助资料的调研、实验室理论分析相结合的方式进行研究。科学分析、合理优化和进行充分论证等各种研究方法之间相辅相成,目的在于克服工程施工难题的前提下获得科学有效的研究结论,从而在经济上有效控制工程投资,在施工工艺及方法上提高施工效率,加快施工进度,使新悬泉寺隧道尽快投入使用。本文结合新悬泉寺隧道工程施工对既有线路的振动强度使用UBOX-5016动态振动测振仪进行现场监测,收集、整理数据并对其进行理论分析,了解新建隧道爆破对其小净距既有隧道的影响,从而选择合理的爆破参数,首先确保悬泉寺隧道的正常运营,再者保证新悬泉隧道安全、顺利的施工。依据施工现场爆破振动实测结果,使用最小二乘法和BP神经网络模型对爆破振动速度进行预测并比较得出预测方法的精准性

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-18
  1.1 选题背景  10-11
  1.2 国内外的研究现状  11-16
    1.2.1 爆破地震波特征及传播规律研究  11-12
    1.2.2 爆破振动强度的预测研究  12-14
    1.2.3 爆破振动安全评估研究  14-16
  1.3 主要研究内容与方法  16-18
    1.3.1 研究方法  16
    1.3.2 研究内容  16-18
第二章岩石爆破理论与爆破振动测试  18-32
  2.1 岩石爆破振动理论  18-26
    2.1.1 岩石爆破的物理过程  19-23
    2.1.2 爆破地震波效应和类型及传播特性  23-26
  2.2 爆破振动测试的内容与原理  26-27
    2.2.1 爆破振动测试的核心内容  26
    2.2.2 测试的基本原理  26-27
  2.3 爆破振动记录仪  27-28
    2.3.1 爆破振动记录仪的基本要求  27
    2.3.2 国内外爆破振动记录仪介绍  27-28
  2.4 爆破振动监测数据处理的目的  28-29
  2.5 本章小结  29-32
第三章新悬泉寺隧道施工振动监测方案  32-42
  3.1 新悬泉寺隧道概况  32-36
    3.1.1 隧道地质特征和水文地质特征  32-33
    3.1.2 监控量测技术  33-34
    3.1.3 施工方法及注意事项  34
    3.1.4 工程特点和难点  34-36
  3.2 测试方案及测点的布置  36-40
    3.2.1 测点的布置原则  36
    3.2.2 测点的布置方案和仪器的固定  36-40
  3.3 爆破振动监测的内容和注意事项  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章爆破振动测试数据的分析处理  42-70
  4.1 振动监测数据处理软件MATLAB介绍  42-43
  4.2 监测数据处理的目的  43-44
  4.3 监测数据的分析及爆破参数的优化  44-68
    4.3.1 爆破振动微差段别识别  50-56
    4.3.2 最小二乘法和神经网络对爆破振动预测  56-68
  4.4 爆破参数的优化  68-69
  4.5 本章小结  69-70
第五章结论与展望  70-74
参考文献  74-78
致谢  78-80
攻读硕士期间发表论文和参加的科研项目  80

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