【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道工程,特别涉及一种上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场的模型试验研究方法。
技术介绍
1、在高铁隧道建设过程中，施工人员常常需要进行爆破作业，以实现隧道开挖和地质处理等目标。同时，地震是一个重要的地质灾害因素，可能对隧道结构产生影响。因此，为了保证高铁隧道的安全和可靠性，需要进行上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场的模型试验研究。
2、传统的地震动场模型试验研究方法通常采用小尺寸模型，无法真实地模拟实际工程中的地震动场。因此，为了更准确地评估地震对隧道结构的影响，需要开展大尺寸爆破地震动场的模型试验研究。目前，上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场的模型试验研究方法正在逐渐得到关注和应用。以下是该领域的一些研究现状：尺寸效应研究：研究人员对不同尺寸的试验模型进行了比较研究，探讨尺寸对模型试验结果的影响。研究发现，较大尺寸的试验模型可以更准确地模拟实际工程中的地震动场，提高试验结果的可靠性。研究人员通过使用振动台、液压器和气动器等装置，模拟地震动场对隧道结构的作用。这些技术可以产生各种频率、振幅和方向的地震动，以满足实际工程需求。研究人员对试验模型中的监测装置进行了改进和创新，以提高对地震动场的监测和记录能力。例如，采用高精度的加速度计、应变计和位移计等装置，实时监测和记录模型的动态响应和变形情况。除了实验研究，研究人员还利用数值模拟方法对上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场进行研究。通过建立数值模型，模拟地震动场对隧道结构的作用，可以获得更详细的动态响应和变形情况。总体而言，上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场
3、因此需要一种更为简单、易实现的一种上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场的模型试验研究方法，能够克服以上不足，得到的数据也更加符合实际情况，结果也更加准确可靠。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述不足，提供一种上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场的模型试验研究方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术提出的一种上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场的模型试验研究方法，包括上跨既有高铁隧道大尺寸模型试验建立阶段和爆破实施阶段以及模型试验数据采集及处理阶段；
3、上跨既有高铁隧道大尺寸模型试验建立阶段；
4、s1.上跨既有高铁隧道大尺寸模型试验建立阶段包括选取现场合适试验场地部分，对新建隧道刚好正上跨既有高铁隧道时进行试验，即采用全站仪对实际图纸中的位置坐标进行定位研究，得到新建隧道掌子面坐标刚好在既有隧道上跨的正上方时开展实验；
5、s2.所述的确定现场新建隧道上跨既有高铁隧道尺寸及空间关系，根据图纸位置坐标和现场实际全站仪测量，确定新建隧道和既有隧道的轮廓尺寸以及上下空间关系；
6、s3.所述的结合现场实际情况对现场涉及的地质资料进行收集，并进行相关物理力学参数确定；根据现场实际情况对隧道的围岩以及混凝土等现场材料进行收集采样，并在实验室内做常规物理模型试验，保证得到围岩及支护的物理力学参数；
7、爆破实施阶段；
8、s4.所述的包括确定现场爆破参数，收集爆破参数包括雷管和炸药以及起爆器的参数，并统计炮孔布置情况，包括不同孔之间的段位统计情况；
9、s5.所述的结合爆破参数进行分类，实现不同工况记录，对不同单段炸药量情况下的隧道振动速度情况进行统计，并进行分类；
10、模型试验数据采集及处理阶段；
11、s6.所述的包括对现场爆破振动监测数据进行采集，采用振动监测数据采集仪tc4850对隧道进行全过程的振动监测数据进行收集整理工作；
12、s7.所述的简单傅里叶变换处理，对采集得到的数据进行傅里叶变换处理，即可得到监测点位置处的位移以及振动速度的变化规律。
13、优先地，步骤s2中，根据图纸位置坐标和现场实际全站仪测量，设计院在隧道施工前会提供设计图纸，其中含有具体隧道的位置坐标，现场实际全站仪测量是根据图纸进行定位。
14、优先地，步骤s2中，确定新建隧道和既有隧道的轮廓尺寸以及上下空间关系，新建隧道的轮廓尺寸和上下空间关系是不确定的，因此需要根据全站仪来确定现场的实际情况，为后续研究做准备。
15、优先地，步骤s3中，在实验室内做常规物理模型试验，将现场的试验样品采用试样的方式进行收集，并将其分别做抗压试验、抗剪试验以及密度试验和声波测试等。
16、优先地，步骤s3中，得到围岩及支护的物理力学参数，根据室内常规物理试验研究得到现场围岩和混凝土的等材料的密度、弹性模量、抗压强度、粘聚力、摩擦角等参数。
17、优先地，步骤s4中，收集爆破参数包括雷管和炸药以及起爆器的参数，指的是爆破的雷管参数，段别等，为后续研究做准备，炸药的爆轰参数等，以及起爆器的爆破参数。
18、优先地，步骤s4中，统计炮孔布置情况，包括不同孔之间的段位统计情况，爆破炮孔的分布情况，包括孔深和孔间距以及不同段别孔位的统计情况。
19、优先地，步骤s5中，对不同单段炸药量情况下的隧道振动速度情况进行统计，并进行分类，对不同单段炸药量情况下，隧道的布孔参数等进行统计，并划分工况，得到不同工况下隧道的振动监测数据进行分析，并将分析得到的数据进行统计。
20、优先地，步骤s6中，采用振动监测数据采集仪tc4850对隧道进行全过程的振动监测数据进行收集整理工作，对隧道全过程进行振动监测数据分析，并且研究得到隧道的振动情况，对不同工况数据进行分组统计。
21、优先地，步骤s7中，采集得到的数据进行傅里叶变换处理，即可得到监测点位置处的位移以及振动速度的变化规律，采用傅里叶变换对振动数据进行积分得到位移变化情况，微分进行加速度以及速度情况。
22、本专利技术基于其技术方案所具有的有益效果在于：
23、本专利技术既有现场模型试验的方法，采用正交分析的原理，得到了一种上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场的模型试验研究方法；
24、本专利技术不仅能保证隧道在全过程复杂施工时施工安全高效进行，而且能隧道上跨施工的情况下判断准确，使得隧道更加安全。
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1.一种上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场的模型试验研究方法，其特征在于；包括上跨既有高铁隧道大尺寸模型试验建立阶段和爆破实施阶段以及模型试验数据采集及处理阶段；
2.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤S2中，根据图纸位置坐标和现场实际全站仪测量，设计院在隧道施工前会提供设计图纸，其中含有具体隧道的位置坐标，现场实际全站仪测量是根据图纸进行定位。
3.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤S2中，确定新建隧道和既有隧道的轮廓尺寸以及上下空间关系，新建隧道的轮廓尺寸和上下空间关系是不确定的，因此需要根据全站仪来确定现场的实际情况，为后续研究做准备。
4.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤S3中，在实验室内做常规物理模型试验，将现场的试验样品采用试样的方式进行收集，并将其分别做抗压试验、抗剪试验以及密度试验和声波测试等。
5.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计
6.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤S4中，收集爆破参数包括雷管和炸药以及起爆器的参数，指的是爆破的雷管参数，段别等，为后续研究做准备，炸药的爆轰参数等，以及起爆器的爆破参数。
7.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤S4中，统计炮孔布置情况，包括不同孔之间的段位统计情况，爆破炮孔的分布情况，包括孔深和孔间距以及不同段别孔位的统计情况。
8.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤S5中，对不同单段炸药量情况下的隧道振动速度情况进行统计，并进行分类，对不同单段炸药量情况下，隧道的布孔参数等进行统计，并划分工况，得到不同工况下隧道的振动监测数据进行分析，并将分析得到的数据进行统计。
9.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤S6中，采用振动监测数据采集仪TC4850对隧道进行全过程的振动监测数据进行收集整理工作，对隧道全过程进行振动监测数据分析，并且研究得到隧道的振动情况，对不同工况数据进行分组统计。
10.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤S7中，采集得到的数据进行傅里叶变换处理，即可得到监测点位置处的位移以及振动速度的变化规律，采用傅里叶变换对振动数据进行积分得到位移变化情况，微分进行加速度以及速度情况。
...【技术特征摘要】
1.一种上跨既有高铁隧道大尺寸爆破地震动场的模型试验研究方法，其特征在于；包括上跨既有高铁隧道大尺寸模型试验建立阶段和爆破实施阶段以及模型试验数据采集及处理阶段；
2.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤s2中，根据图纸位置坐标和现场实际全站仪测量，设计院在隧道施工前会提供设计图纸，其中含有具体隧道的位置坐标，现场实际全站仪测量是根据图纸进行定位。
3.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤s2中，确定新建隧道和既有隧道的轮廓尺寸以及上下空间关系，新建隧道的轮廓尺寸和上下空间关系是不确定的，因此需要根据全站仪来确定现场的实际情况，为后续研究做准备。
4.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤s3中，在实验室内做常规物理模型试验，将现场的试验样品采用试样的方式进行收集，并将其分别做抗压试验、抗剪试验以及密度试验和声波测试等。
5.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法，其特征在于，步骤s3中，得到围岩及支护的物理力学参数，根据室内常规物理试验研究得到现场围岩和混凝土的等材料的密度、弹性模量、抗压强度、粘聚力、摩擦角等参数。
6.根据权利要求1中所述的一种基于大型网络拓扑优化设计的隧道爆破损伤判定方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：向进，吴廷尧，王殿永，曾银勇，曹海清，李川，刘曜玮，火鹏，孙剑飞，邢惟东，彭浩，
申请(专利权)人：中国建筑第六工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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