研究生: |
謝佑鴻 Yu-Hung Hsieh |
---|---|
論文名稱: |
鑽炸損傷對隧道開挖面周遭岩盤工程行為之影響探討 Effects of Engineering Behavior of Surrounding Rock near Tunnel Surface Due to Blasting Damage |
指導教授: |
陳志南
Chee-Nan Chen |
口試委員: |
林宏達
none 林志森 none 彭桓沂 none |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
工程學院 - 營建工程系 Department of Civil and Construction Engineering |
論文出版年: | 2013 |
畢業學年度: | 101 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 121 |
中文關鍵詞: | 隧道 、鑽炸 |
外文關鍵詞: | tunnel, blasting damage |
相關次數: | 點閱:138 下載:3 |
分享至: |
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
本研究針對鑽炸對隧道開挖面周遭區域造成損傷之影響進行探討,工程行為涵蓋應力、變形、塑性區等項目,模擬地下300m深之圓形斷面隧道,採用全斷面開挖施工,輪進長度定為2m,支撐打設包含岩栓、鋼支保、噴凝土,延遲工作面一輪進架設支撐,鑽炸造成之損傷範圍設定在緊鄰開挖面周圍2公尺之範圍,本論文利用三維軟體FLAC3D進行鑽炸損傷模擬,損傷區之參數為將岩盤參數降低。
研究組合包含三種不同側向壓力係數 (K=0.5、1、2),二種不同損傷模式(開挖面周圍損傷、開挖面周圍加前方損傷等)。隨著輪進開挖,分析探討開挖周遭岩盤之三維應力再分配、變形分布、與塑性區發展。研究顯示二種損傷模式於三種K值(0.5、1.0、2.0)最大塑性區之厚度都相同,分別為(2.4、2、2.4)公尺,其中K=0.5發生在頂拱及仰拱處,K=2發生在兩側壁處。損傷情況塑性區厚度為未損傷情況之(2、4、1.7)倍,至於損傷工作面前方之塑性區厚度,於上述三種K值分別為(1.5、2、3)公尺。
This study conducts on effects of engineering behavior of surrounding rock near tunnel surface due to blasting damage. Engineering behaviors focuses on stress redistribution, deformation and plastic zone development. A circular tunnel with overburden depth 300 meters is simulated, and full face excavation is conducted. Length of tunneling cycle is 2 meters. Supports include rock bolt, steel rib and shotcrete. Support installation is one cycle behind working surface. The thickness of damage zone due to blasting is set to 2 meters around excavation surface. Three-dimensional numerical code FLAC3D is used for the study, and damage simulation is by lowering parameter of laccolith.
Study combinations include three different lateral pressure coefficients (k=0.5, 1, 2) and two damage modes. The first damage mode is that damage occurs within 2 meter thickness of surrounding rock. The second damage mode is that not only surrounding rock but also 2 meter thickness rock before working face is adopted. It was found the maximum thickness of plastic zone
Are almost the same for both two damaged modes for each K. For both damage modes, the maximum thickness of the plastic zone under three different under K (0.5, 1, 2) are (2.4, 2, 2.4) meters, where it occurred at the crown and invert for K=0.5, and occurred at sides wall for K=2. Compare with undamaged condition, the plastic zone of damage condition is larger and the thickness ratio is (2,4,1.7) higher than undamaged condition with three different K (0.5, 1, 2).
1.王世溫,「隧道鑽炸實務」,隧道工程實務(陳志南主編),科技圖書股份有限公司,第239-269頁,台北 (1998)。
2.肖明、張雨霆、陳俊濤、田華,「地下洞室開挖爆破圍岩鬆動圈的數值分析計算」,岩土力學,第31卷,第8期,第2613-2618頁,中國 (2010)。
3.林志明,「岩石隧道掘進之變形行為研究」,博士論文,國立台灣科技大學營建工程技術研究所,台北 (2000)。
4.洪秋金,「隧道地盤反應曲線及破裂區發展之三向度數值分析」,碩士論文,國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所,台北 (1995)。
5.陳正勳、黃燦輝,「岩石隧道周圍破裂區及非軸對稱隧道問題之地盤反應曲線」,1992岩盤工程研討會論文專集,台南,第359-371頁 (1992)。
6.許振文,「仰拱閉合及交互掘進對隧道開挖行為之影響研究」,碩士,國立台灣科技大學營建工程技術研究所,台北 (1996)。
7.張森源,「隧道設計」,隧道工程實務(陳志南主編),科技圖書股份有限公司,第49-110頁,台北 (1998)。
8.張國華、陳禮彪、夏祥、劉明貴、李祺,「大斷面隧道爆破開挖圍岩損傷範圍試驗研究及數值計算」,岩石力學與工程學報,第28卷,第8期,第1610-1618頁,中國 (2009)。
9.張偉哲,「鑽炸損傷對隧道力學機制之影響探討」,碩士論文,國立台
灣科技大學營建工程技術研究所,台北(2012)。
10.曾正宗,「岩石隧道輪進開挖引致之三維應力再分配特性」,博士論文,國立台灣科技大學營建工程技術研究所,台北 (2010)。
11.賈虎、徐穎,「岩體開挖爆炸應力損傷範圍研究」,岩石力學與工程學報,第26卷增1,第3489-3492頁,中國 (2007)。
12.鄺寶山、王文禮,「FLAC程式於隧道工程之實例分析」,地工技術雜誌,第41期,第50-61頁 (1993)
13.Goodman, R.E., “ Introduction to Rock Mechanics, ” John Wiley and Sons, New York. (1989)
14.Hoek,E., and Brown, E.T., “ Underground Excavations in Rock, ” The Institution of Mining and Metallurgy, London. (1980)
15.Itasca Consulting Group, Inc., Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions, User’s manual, Version 2.10, Minneapolis(1994)
16.Kirsch, G., “ Die Theorie der Elastizitat und Die Budurfnisse der Festigkeitslehre, ” Veit Verein Deutscher Ingenieure, 42 (28), pp797–807 (1898)
17.Panet,M., “Time-Dependent Deformation in Underground Work,”Proc.4th Congr.ISRM. Vol.3 pp.279-289 (1979)