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铁路立体交叉隧道爆破震动影响与分区研究
| 论文题名： | 铁路立体交叉隧道爆破震动影响与分区研究 |
| 关键词： | 爆破震动;速度判别准则;安全阀值;铁路隧道 |
| 摘要： | 随着我国经济持续高速发展，带来的对交通基础设施总需求量的不断增长。在既有铁路或公路线邻近增建新的高速铁路或高速工程的工程现象正大量涌现，从而新建隧道近距离跨越既有隧道，形成立体交叉隧道不可避免。这类隧道在采用矿山法的建造过程中，必然存在施工爆破的相互影响。因此，对既有隧道结构所受动力影响进行分析，进而提出行之有效的爆破施工控制安全判别标准，合理的交叉隧道影响程度分区是亟待解决的问题。 本文以国家自然科学基金高铁联合基金重点项目《高速铁路交叉隧道动力特性及结构安全性研究》为依托，依据丹东锦江山隧道立体交叉隧道为背景，采用波动力学理论、动力强度理论与显式动力数值模拟相结合的方法，综合分析了交叉隧道爆破震动作用下既有隧道及地震波传播介质的动力响应，提出了交叉隧道安全判别准则与判据，并确立了交叉隧道爆破震动影响因素与分区。主要研究内容如下: (1)深入探讨了交叉隧道爆破机理及爆破地震波在两者之间介质中的传播规律，结合波动力学理论在交叉隧道中的应用，确定爆破震动与分区影响因素。 (2)应用动力强度理论确立了以震动速度为交叉隧道爆破震动影响的判别准则，并联系所依托工程实际，综合数值模拟计算判据和工程类比经验判据结论，确定了爆破震动安全判据（阀值）。 (3)依据所依托工程实例，设计新建隧道下穿既有线条件下，不同间距、不同交叉角度和不同围岩级别工况，进行爆破震动数值模拟，得到以既有隧道衬砌关键位置竖直方向最大振速和最大主应力为特征的交叉隧道爆破震动响应规律。 (4)在交叉隧道爆破安全判据（阀值）的基础上确立影响分区标准，运用理论和数值模拟相结合的方法评价影响因素及其影响程度，确定爆破震动影响度和分区影响因素表达式。 (5)根据爆破震动影响度和影响分区标准，运用统计力学方法，得到基于爆破震动速度准则的，以几何近接度和交叉角度为变量的爆破震动影响分区。 |
| 作者： | 孟栋 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 彭立敏;施成华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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