下穿地鐵隧道爆破振動作用下給水管道動力響應特性研究

摘要：為研究下穿地鐵隧道開挖過程爆破振動作用下埋地供水管道的動力響應特性,以青島地鐵3號線嶺-清段的下穿給水管道隧道爆破工程為例,采用LS-DYNA數值模擬方法進行爆破動力響應計算分析,結合現場對管道正上方地表振動速度監測結果,驗證分析了數值模型的可靠性。基于動力數值計算結果,分析了爆破振動作用下管道振動速度及有效應力分布特征,研究了下穿地鐵隧道爆破振動作用下給水管道動力響應特性,其中,管道縱向方向上,爆源所在位置管道截面振動速度與有效應力最大,截面環向上,振動速度與有效應力呈現出底部最大,中部次之,頂部最小的規律,同時建立了管道有效應力以及管道正上方地表振動速度函數關系。結合斷裂力學理論,確定爆破振動作用下給水鋼筋混凝土管的極限動態抗拉強度,其值為2.01 MPa,提出確保管道安全的地表振動速度控制閾值3.32 cm/s。