基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法

摘要

一种基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，包括试验场地的选取、隧道相似比尺的确定、隧道模型的选取、试验模型的埋设、试验炮孔的爆破及试验测试。相似比尺的确定包括几何、运动学、力学以及爆破参数相似比尺的确定；炮孔的爆破包括炮孔的布设、炮孔的装药及炮孔起爆；试验测试包括管道内部应力应变测试，获得管道内部应力应变的变化情况；管道内部振动速度、加速度测试，获得管道内部振动速度、加速度变化情况；隧道内部隧道水平位移、拱顶和拱底垂直位移及隧道水平收敛的监测，获得隧道变形特征情况；隧道上方地表速度测试，获得管道正上方沿管道轴向方向振动速度的变化情况，及垂直于管道轴向方向的振动速度变化情况。

权利要求

1.一种基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据有临近既有隧道的隧道爆破工程案例，得到隧道爆破工程案例的爆破方案以及施工组织设计；

S2、根据相似理论原理，针对所述隧道爆破工程案例中某一隧道进行相似理论分析，结合现有混凝土管道的自身材料特征，对实际隧道模型进行相似理论转化，从而确定几何、运动学、力学以及爆破参数的相似比尺；

S3、隧道模型的埋设：根据S1、S2得到的结果，从所述隧道爆破工程案例中选取典型隧道工程作为隧道研究原型模型，选取在几何、运动学、力学相似比尺符合步骤S2的相似理论的混凝土管道作为隧道模型进行试验研究，并对隧道模型进行埋设，埋设时开隧道模型埋设槽，同时对隧道模型上方土体进行覆盖；

S4、试验炮孔布设：根据S1得到的爆破方案以及施工组织设计以及步骤S2得到的爆破参数的相似比尺，布设一定孔深、炸药量以及与隧道模型不同间距的炮孔进行试验，其中，隧道开挖爆破为地面炮孔爆破，并设置不同装药量与距离隧道模型不同距离的炮孔爆破以分析临近隧道爆破对既有隧道的影响；

S5、监测元件布设：在爆破试验前，分别对管道内部相应位置处粘贴固定应变片、速度计、加速度计，以对管道内壁环向和轴向应力应变测试、速度测试、加速度测试；在试验前将自动化监测的水平位移、拱顶和拱底垂直位移以及隧道水平收敛的监测装置进行布设，以对隧道模型自身变形监测；故在爆破试验前，分别对管道上方地表相应位置处固定速度计，以对管道正上方地表沿管道轴线方向及垂直于管道轴线方向进行速度测试，监测元件调试完毕后进入测试状态；

S6、试验炮孔起爆，起爆时通过监测元件进行数据的检测；

S7、将步骤S6获取的试验数据进行保存。

2.根据权利要求1所述的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，其特征在于，步骤S3中选取的隧道工程为小间距隧道工程。

3.根据权利要求1所述的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，其特征在于，步骤S1中得到隧道爆破工程案例的爆破方案以及施工组织设计包括确定单孔最大单段炸药量以及爆破振动引起的临近既有隧道的振动速度分布规律以及变形破坏规律。

4.根据权利要求1所述的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，其特征在于，步骤S2中，对所述某一隧道所进行的相似理论转化，包括确定所述某一隧道的力学、几何、运动学以及爆破参数四方面的参数，并结合现有混凝土管道的材料属性确定几何、弹性模量、容重、速度、加速度、位移时间以及爆破参数的相似比尺。

5.根据权利要求4所述的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，其特征在于，步骤S2具体包括：首先确定长度相似系数为10，由于隧道混凝土衬砌和混凝土管道为同种材料，故选取与混凝土管道及隧道混凝土衬砌力学参数相同的材料进行试验，故材料参数相似比均为1，故采用长度相似系数和材料参数作为控制量，同时采用相似理论中的无量纲分析原理得到如下相似比尺：密度相似比尺Cρ＝1，弹性模量相似比尺CE＝1，泊松比相似比尺Cμ＝1，粘聚力相似比尺CC＝CECε＝1，内摩擦角相似比尺 应力相似比尺Cσ＝CECε＝1，应变相似比尺 长度相似比尺 位移相似比尺Cu＝ClCε＝10，时间相似比尺Ct＝10，频率相似比尺 速度相似比尺 加速度

其中的Cg表示重力加速度相似比尺。

6.根据权利要求1所述的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，其特征在于，步骤S3中隧道模型上方土体进行覆盖：回填土时不得损坏混凝土管道整体完整性及其防腐层，试验管道上方覆土应为杂填土，且杂填土分层夯实。、

7.根据权利要求1所述的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，其特征在于，步骤S4中，模型试验现场地质参数和隧道原型所处的地质参数一致，模型试验现场的炸药量参数根据下式确定：式中，Q为炸药重量，R为震源距离模型的水平距离，下标y表示实际原型，m表示实验模型。

8.根据权利要求1所述的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，其特征在于，步骤S6中试验炮孔起爆，试验炮孔的起爆顺序遵循由远及近的起爆顺序原则。

说明书

基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法

技术领域

[0001] 本发明涉及隧道工程和地铁工程技术领域，特别是一种基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法。

背景技术

[0002] 随着国家现代化建设的快速推进，高速公路建设作为交通运输建设中的主要项目之一，在近些年呈现出稳步增长的趋势。高速公路是公路交通运输的动脉，在我国公路交通建设中具有重要意义。高速公路对行车线型指标要求较高，在山区修建高速公路往往会遇到娅口或者是山鼻的情况，相对于大开挖或者大填方修建路基的方法，修建隧道有着其他方式不可比拟的优势。对于高速公路一般修建独立形式的双洞隧道，两条隧道的间距应该大于30m。但是在一些特殊的地段，隧道的布线比较困难，分离式隧道难以布设，在这种情况下采用小净距隧道或者连拱隧道的结构形式就成了可行的方案。小净距隧道是介于普通分离式隧道与连拱隧道的一种新型隧道结构型式，它由于不受地形条件以及总体线路线型的限制，又较连拱隧道施工工艺简单、易于防水处治、造价易于控制，采用的工程实例有急速增加之势。在隧道工程建设中，爆破是隧道掘进开挖最主要的工程手段，大规模、连续和高强度的爆破施工作业往往使隧道围岩和衬砌支护结构受到爆破地震波的动力扰动作用，引起隧道围岩和衬砌支护结构的质点振动和动应力集中现象，过大的质点振动速度和高强度的动应力集中必然会造成隧道围岩和衬砌支护结构的损伤和破坏，爆破地震波的动力扰动作用严重威胁着隧道工程的安全性和稳定性。

[0003] 基于此，采用现场爆破试验测试的手段，深入研究临近隧道爆破对既有隧道影响，所得结论可以对小净距隧道的动力响应特征进行评价，确立科学合理的临近隧道爆破振动安全判据提供了理论依据。研究成果对丰富爆破安全规程及临近隧道工程安全评估方法具有重要的理论及实际意义；同时对于解决隧道工程的稳定性和安全性提供参考和依据，指导临近隧道爆破震动效应控制技术的发展具有重要的工程应用价值。

发明内容

[0004] 针对上述技术问题，本发明提供了一种于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，以深入研究临近隧道爆破对既有隧道影响，利用所得结论对小净距隧道的动力响应特征进行评价，确立科学合理的临近隧道爆破振动安全判据提供了理论依据。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法包括以下步骤：

[0006] S1、根据有临近既有隧道的隧道爆破工程案例，得到隧道爆破工程案例的爆破方案以及施工组织设计；

[0007] S2、根据相似理论原理，针对所述隧道爆破工程案例中某一隧道进行相似理论分析，结合现有混凝土管道的自身材料特征，对实际隧道模型进行相似理论转化，从而确定几何、运动学、力学以及爆破参数的相似比尺；

[0008] S3、隧道模型的埋设：根据S1、S2得到的结果，从所述隧道爆破工程案例中选取典型隧道工程作为隧道研究原型模型，选取在几何、运动学、力学相似比尺符合步骤S2的相似理论的混凝土管道作为隧道模型进行试验研究，并对模型隧道进行埋设，埋设时开隧道模型埋设槽，同时对隧道模型上方土体进行覆盖；

[0009] S4、试验炮孔布设：根据S1得到的爆破方案以及施工组织设计以及步骤S2得到的爆破参数的相似比尺，布设一定孔深、炸药量以及与隧道模型不同间距的炮孔进行试验其中，隧道开挖爆破为地面炮孔爆破，并设置不同装药量与距离隧道模型距离的炮孔爆破以分析临近隧道爆破对既有隧道的影响；

[0010] S5、监测元件布设：在爆破试验前，分别对管道内部相应位置处粘贴固定应变片、速度计、加速度计，以对管道内壁环向和轴向应力应变测试、速度测试、加速度测试；在试验前将自动化监测的水平位移、拱顶和拱底垂直位移以及隧道水平收敛的监测装置进行布设，以对隧道模型自身变形监测；故在爆破试验前，分别对管道上方地表相应位置处固定速度计，以对管道正上方地表沿管道轴线方向及垂直于管道轴线方向进行速度测试，监测元件调试完毕后进入测试状态；

[0011] S6、试验炮孔起爆，起爆时通过监测元件进行数据的检测；

[0012] S7、将步骤S6获取的试验数据进行保存。

[0013] 进一步地，在本发明的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法中，步骤S3中选取的隧道工程为小间距隧道工程。

[0014] 进一步地，在本发明的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法中，步骤S1中得到隧道爆破工程案例的爆破方案以及施工组织设计包括确定单孔最大单段炸药量以及爆破振动引起的临近既有隧道的振动速度分布规律以及变形破坏规律。

[0015] 进一步地，在本发明的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法中，步骤S2中，对所述某一隧道所进行的相似理论转化，包括确定所述某一隧道的力学、几何、运动学以及爆破参数四方面的参数，并结合现有混凝土管道的材料属性确定几何、弹性模量、容重、速度、加速度、位移时间以及爆破参数的相似比尺。

[0016] 进一步地，在本发明的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法中，步骤S2具体包括：

[0017] 首先确定长度相似系数为10，由于隧道混凝土衬砌和混凝土管道为同种材料，故选取混凝土管道符合隧道混凝土衬砌力学参数相同的材料进行试验，故材料参数相似比均为1，故采用长度相似系数和材料参数作为控制量，同时采用相似理论中的无量纲分析原理得到如下相似比尺：密度相似比尺Cρ＝1，弹性模量相似比尺CE＝1，泊松比相似比尺Cμ＝1，粘聚力相似比尺CC＝CECε＝1，内摩擦角相似比尺 应力相似比尺Cσ＝CECε＝1，应变相似比尺 长度相似比尺 位移相似比尺Cu＝ClCε＝10，时间相似比尺Ct＝10，频率相似比尺 速度相似比尺 加速度
其中的Cg表示重力加速度相似比尺。

[0018] 进一步地，在本发明的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法中，步骤S3中隧道模型上方土体进行覆盖：回填土时不得损坏混凝土管道整体完整性及其防腐层，试验管道上方覆土应为杂填土，且杂填土分层夯实。

[0019] 进一步地，在本发明的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法中，步骤S4中，模型试验现场地质参数和隧道原型所处的地质参数一致，模型试验现场的炸药量参数根据下式确定：

[0020]

[0021] 式中，Q为炸药重量，R为震源距离模型的水平距离，下标y表示实际原型，m表示实验模型。

[0022] 进一步地，在本发明的基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法中，步骤S6中试验炮孔起爆，试验炮孔的起爆顺序遵循由远及近的起爆顺序原则。

[0023] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0024] 1.目前关于临近隧道爆破对既有隧道影响的研究大多数采用数值模拟以及理论分析的手段，采用现场试验的方法进行研究，有助于提高了研究成果的可靠性以及增加研究手段的多样性。

[0025] 2.试验过程采用相似理论的原理，对隧道模型进行相似比转化，同时在隧道内布设了加速度、速度、应力应变以及水平、竖直位移自动化监测点，多种监测手段可以更好的反映临近隧道爆破对于既有隧道影响的研究。

[0026] 3.试验过程中，试验场地采用单孔单发原则，每个孔的炸药量以及与管道的距离均不相同，实现了控制单一变量的原则，这样可以更好的揭示不同间距的临近隧道爆破对于既有隧道的影响。

[0027] 4.试验过程中在管道上方地表沿管道轴线方向以及垂直于管道轴线方向分别布设了监测点，可以更好的揭示城区基坑开挖爆破振动传播及衰减规律。

附图说明

[0028] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0029] 图1是本发明研究临近隧道爆破对既有隧道影响的现场模型方法的一流程图；

[0030] 图2是实验炮孔与隧道平面布置示意图；

[0031] 图3是隧道与药包相对位置断面示意图；

[0032] 图4是动态应变测点布置断面示意图；

[0033] 图5是M1监测断面动态应变测点布置示意图；

[0034] 图6是M2监测断面动态应变测点布置示意图；

[0035] 图7是M3监测断面动态应变测点布置示意图；

[0036] 图8是单独测点应变片布置示意图；

[0037] 图9是隧道内振动速度监测点布置示意图；

[0038] 图10是隧道内水平位移监测点布置示意图；

[0039] 图11是隧道水平收敛监测点断面示意图；

[0040] 图12是隧道内拱底竖直位移监测点布置示意图；

[0041] 图13是管道正上方地表垂直于管道轴向方向振动速度监测点布置示意图；

[0042] 图14是管道正上方沿管道轴向方向地表振动速度监测点布置示意图；

[0043] 图15是本发明一实施例中爆破炮孔11爆破后管内X方向振动速度分布规律曲线图；

[0044] 图16是本发明一实施例中爆破炮孔10爆破后管内X方向振动速度分布规律曲线图。

[0045] 图中，1-炮泥，2-药包，3-管道，4-爆破炮孔，5-地表，6-土层，7～13-爆破炮孔，M1～M3监测断面，14～25-应力应变，26-环向应变片，27-轴向应变片，D1～D5-振动速度监测点，SJ1～SJ5-水平位移监测点，SJ1-1～SJ1-2为水平收敛监测点，CJ1～CJ5-拱底竖向位移监测点，V1～V15-振动速度监测点。

具体实施方式

[0046] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

[0047] 请参考图1，本发明的实施例提供了一种基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，包括以下步骤：

[0048] S1.根据有临近既有隧道的隧道爆破工程案例，得到隧道爆破工程案例的爆破方案以及施工组织设计；爆破方案以及施工组织设计主要包括确定单孔最大单段炸药量以及爆破振动引起的临近既有隧道的振动速度分布规律以及变形破坏规律。

[0049] S2、根据相似理论原理，针对所述隧道爆破工程案例中某一隧道进行相似理论分析，结合现有混凝土管道的自身材料特征，对实际隧道模型进行相似理论转化，从而确定几何、运动学、力学以及爆破参数的相似比尺；

[0050] 首先确定长度相似系数为10，由于隧道混凝土衬砌和混凝土管道为同种材料，故选取混凝土管道符合隧道混凝土衬砌力学参数相同的材料进行试验，故材料参数相似比均为1，故采用长度相似系数和材料参数作为控制量，同时采用相似理论中的无量纲分析原理进行以下分析得到如下相似系数(即相似比尺)：

[0051] 首先确定长度相似系数为10，由于隧道混凝土衬砌和混凝土管道为同种材料，故选取混凝土管道符合隧道混凝土衬砌力学参数相同的材料进行试验，故材料参数相似比均为1，故采用长度相似系数和材料参数作为控制量，同时采用相似理论中的无量纲分析原理得到如下相似比尺：密度相似比尺Cρ＝1，弹性模量相似比尺CE＝1，泊松比相似比尺Cμ＝1，粘聚力相似比尺CC＝CECε＝1，内摩擦角相似比尺 应力相似比尺Cσ＝CECε＝1，应变相似比尺 长度相似比尺 位移相似比尺Cu＝ClCε＝10，时间相似比尺Ct＝10，频率相似比尺 速度相似比尺 加速度
其中的Cg表示重力加速度相似比尺。

[0052] 请参考图1-图3，对实际隧道模型进行相似理论转化，从而确定几何、弹性模量、容重、速度、加速度、爆破参数及位移时间的相似比尺，主要包括确定现有特定隧道的力学、几何、运动学以及爆破参数四方面的参数进行分析，并结合现有混凝土管道的材料属性进行综合分析从而确定相似比尺。

[0053] S2、根据相似理论原理，针对所述隧道爆破工程案例中某一隧道进行相似理论分析，结合现有混凝土管道的自身材料特征，对实际隧道模型进行相似理论转化，从而确定几何、运动学、力学以及爆破参数的相似比尺；

[0054] S3、隧道模型的埋设：根据S1、S2得到的结果，从所述隧道爆破工程案例中选取典型隧道工程作为隧道研究原型模型，尤其是选取小间距隧道工程，选取在几何、运动学、力学相似比尺符合步骤S2的相似理论(即与步骤S2一致)的混凝土管道作为隧道模型进行试验研究，并对模型隧道进行埋设，埋设时开隧道模型埋设槽，同时对隧道模型上方土体进行覆盖；。对隧道模型上方土体进行覆盖时，回填土时不得损坏混凝土管道整体完整性及其防腐层,试验管道上方覆土应为杂填土，且杂填土分层夯实,应满足相关规范要求。

[0055] 请参考图2、图3，对隧道模型上方土体进行覆盖，其中回填土时不得损坏混凝土管道整体完整性及其防腐层,试验管道上方覆土应为杂填土，且其分层夯实,应满足相关规范要求。

[0056] S4.试验炮孔布设。根据S1研究调查分析结果，布设合适孔深、炸药量以及与隧道模型不同间距的的炮孔进行试验。请参考图2、图3，具体的包括：

[0057] S3.1试验炮孔布设包括炮孔位置放样、钻孔、清孔，其中炮孔位置放样步骤为：首先确定炮孔相对位置，测量人员采用全站仪进行放样测量出炮孔的精确位置，其中炮孔7～炮孔11间距为5米，炮孔7与炮孔12、炮孔13间距分别为3米，炮孔7与炮孔12、炮孔13与管道的距离均为5米；

[0058] S3.2钻孔采用液压钻机进行不同位置的钻孔，并到达预先设计深度，其中炮孔7～炮孔11孔深为4米，孔径为90mm，炮孔12孔深3m，孔径90mm,炮孔13孔深5m，孔径90mm；

[0059] S3.3清孔采用大型空气压缩机对孔内水以及相关粉末进行清除，并保证钻孔深度。

[0060] S4.试验炮孔布设。根据S1研究调查分析结果，布设合适孔深、炸药量以及与隧道模型不同间距的的炮孔进行试验。

[0061] 请参考图2、图3，由于试验主要研究隧道开挖爆破振动对于既有的影响，故为了试验的实际可操作性以及试验方案的多样性，简化隧道开挖爆破为地面炮孔爆破，以不同装药量以及距离隧道模型距离的炮孔爆破来分析临近隧道爆破对既有隧道的影响。

[0062] 本实验主要研究实际工程中的圆形隧道衬砌在爆破地震波冲击用下的整体弯曲变形发展特征，所以要保证试验模型和实际原形所受到的爆破地震波的冲击作用效果相同。所以，现场爆破模型试验中药包量和药包与模型之间的距离也要相应的按实际工程中的药包量和距离的比例关系取相似值。具体相似参数计算如下：

[0063] 设隧道衬砌承受的广义荷载为F，则F与其振动速度V成正比，即：F∝V根据萨道夫爆破振动经验计算公式可得：设隧道衬砌原型受的广义荷载为Fy，模型受的广义荷载为Fm，则根据萨道夫爆破振动经验计算公式可得：

[0064]

[0065] 式中，Q为炸药重量，R为震源距离模型的水平距离，k和α为与场地有关的无量纲经验参数，下标y表示实际原型，m表示实验模型，Fy＝Fm。

[0066] 由于模型试验现场地质参数和隧道原型所处的地质参数一致，可视ky＝km，αk＝αm，则由上式可得：

[0067]

[0068] S5.监测元件布设。根据预先设计好的监测方案，管道试验的测试包括：对管道内壁环向和轴向应力应变测试、速度测试、加速度测试，故在爆破试验前，分别对管道内部相应位置处粘贴固定应变片、速度计、加速度计；隧道模型自身变形监测，故在试验前将自动化监测的水平位移、拱顶和拱底垂直位移以及隧道水平收敛的监测装置进行布设；管道正上方地表沿管道轴线方向及垂直于管道轴线方向速度测试，故在爆破试验前，分别对管道上方地表相应位置处固定速度计，试验测试设备调试完毕后进入测试状态。

[0069] 试验前应安照监测方案对试验模型进行监测点布置，其中隧道模型自身变形监测，应在试验前将自动化监测的水平位移和拱底垂直位移以及隧道水平收敛的监测装置进行布设；其中监测仪器的布置应提前调试，且应采用高精度仪器进行监测，且监测数据采集时间应尽可能的设置小，以方便对变形数据的监测。

[0070] 请参考图4-图14，14～25-应力应变，26-环向应变片，27-轴向应变片，D1～D5-振动速度监测点，SJ1～SJ5-水平位移监测点，SJ1-1～SJ1-2为水平收敛监测点，CJ1～CJ5-拱底竖向位移监测点，V1～V15-振动速度监测点，其中水平位移和隧道收敛采用全站仪自动量测系统，它由一系列的软件和硬件构成，整个系统配置包括：TCA自动化全站仪、棱镜、通讯电缆及供电电缆、计算机与专用软件。拱底沉降采用静力水准仪系统，静力水准仪系统依据连通管原理的方法，用电容传感器，测量每个测点容器内液面的相对变化，再通过计算求得各点相对于基点的相对沉陷量

[0071] S6.试验炮孔起爆，起爆时通过监测元件进行数据的检测。依据公安机关制定的专项安全保卫方案中的相关规定对现场警戒范围及警戒点位置进行确定。然后进行装药连线和防护，最后总指挥确认警戒完毕后，下达允许起爆的指令，爆破后经检查无险情后解除警报。试验炮孔起爆，其中试验炮孔的起爆顺序遵循由远及近的起爆顺序原则。具体的，请参考图2、图3，具体包括：

[0072] S5.1其中试验炮孔的起爆顺序采用由远及近的起爆顺序原则；所有起爆炮孔遵循的原则为控制单一变量原则，同时遵循单孔单发原则，逐个炮孔单独起爆原则。

[0073] S5.2每个炮孔装药量不同，其中爆破炮孔7～爆破炮孔11炸药量为8kg,爆破炮孔12炸药量为6.4kg

[0074] S5.3首先装药的是爆破炮孔11，采用孔内耦合装药的方式,起爆雷管采用1段非电毫秒延时雷管,装药连线和防护完成后，和总指挥进行确认警戒，然后总指挥下达允许起爆的指令，爆破后经检查无险情后解除警报，保存监测仪器数据。

[0075] S5.4采用相同的操作流程，起爆爆破炮孔10，并采集相关数据。

[0076] S7.将S6获取的试验数据的保存及初步分析：对试验数据进行保存，并进行初步分析，从而确定实验数据的有效性。实验数据具体参见图15以及图16，其中图15是本发明一实施例中爆破炮孔11爆破后管内X方向振动速度分布规律曲线图；图16是本发明一实施例中爆破炮孔10爆破后管内X方向振动速度分布规律曲线图。

[0077] 综上所述，本发明公开了一种基于现场模型的临近隧道爆破对既有隧道影响的研究方法，包括试验场地的选取，隧道相似比尺的确定，隧道模型的选取、试验模型的埋设、试验炮孔的爆破以及试验测试。隧道相似比尺的确定包括几何、运动学、力学以及爆破参数相似比尺的确定；试验炮孔的爆破包括试验炮孔的布设、试验炮孔的装药及试验炮孔起爆；试验测试包括：试验管道内部应力应变测试，获得爆破振动作用下管道内部应力应变的变化情况；试验管道内部振动速度、加速度测试，获得爆破振动作用下管道内部振动速度、加速度变化情况；隧道内部隧道水平位移、拱顶和拱底垂直位移以及隧道水平收敛的监测，获得爆破振动作用下隧道变形特征情况；隧道上方地表速度测试，获得爆破振动作用下管道正上方沿管道轴向方向振动速度的变化情况，以及垂直于管道轴向方向的振动速度变化情况。

[0078] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。