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針對露天邊坡與既有下穿隧道的協(xié)同爆破施工,為確保上部邊坡爆破開挖作用下既有隧道圍巖穩(wěn)定與安全,以某石油儲備基地擴建項目為工程背景,利用ANSYS 18. 0建立上部露天邊坡與既有下穿隧道協(xié)同施工的數(shù)值計算模型,研究露天邊坡爆破施工對既有下穿隧道擴大段的影響。結果表明:上部邊坡爆破施工激發(fā)向下傳播的初始縱波,隨著距離的增加逐漸衰減,到達隧道拱頂自由面折反射形成面波而后在拱與邊墻交點處產(chǎn)生疊加現(xiàn)象,導致面波向下傳播的規(guī)律為先增大后減小。相比于隧道擴挖前,擴挖后隧道斷面拱頂質點Z向振動速度峰值提高68. 1%,為7. 58cm/s；拱頂單元動態(tài)拉應力峰值提高150%,為0. 45 MPa。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》要求,隧道圍巖在上部邊坡開挖爆破荷載作用下是穩(wěn)定的。建議在實際施工中,將隧道擴大段的開挖時序安排在上部邊坡爆破施工區(qū)域遠離隧道擴挖段之后。研究成果對地下近接隧洞爆破施工及隧道擴挖工程具有重要參考價值。
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為使露天開采的經(jīng)濟性與安全性達到最優(yōu)平衡,運用數(shù)值模擬法對礦山邊坡穩(wěn)定性進行分析,找出邊坡潛在滑動面位置,運用極限平衡理論計算不同邊坡角下的安全系數(shù),在邊坡允許安全系數(shù)范圍內選取最優(yōu)邊坡角。采用該方法對烏拉根露天鉛鋅礦邊坡進行優(yōu)化,在降低剝離工程量同時,保證了邊坡的穩(wěn)定性。
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