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爆破施工对近接地铁结构的变形和振动影响的分析研究
| 论文题名： | 爆破施工对近接地铁结构的变形和振动影响的分析研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;爆破施工;近接地铁结构;变形规律;爆破振动 |
| 摘要： | 近年来，由于中国在经济建设取得巨大成就以及城市人口的迅速增长，使得大中型城市的交通压力和城市用地紧张的矛盾日益突出。因此，大量的城市地下通道、地铁轨道交通、水下隧道和公路隧道等地下工程建设得到了快速发展。其中，地铁建设更是得到了超前的发展机遇，不仅地铁线网越织越密，而且地铁线网的交叉和近接时常发生。由于地铁隧道常埋设于岩体中，其机械开挖难度大，同时开挖效率低下，难以保证施工成本和施工进度，因此需要采用爆破方式对岩体进行开挖。为此，在进行爆破施工的过程中，需要避免或者减少对临近既有地铁结构的影响。本文主要从理论、现场监测数据和数值分析这三个方向上开展爆破施工对近接地铁结构的变形和振动影响的分析研究。本文主要的研究内容包括： 1、先对爆破应力波理论进行了介绍，阐述了爆破应力波在岩体中的传播规律；根据距离爆炸源点的不同对爆破应力波的三种不同类型进行了阐明，并介绍了其传播范围和特点；同时通过基本理论的解析，介绍了岩体的动本构模型和动弹性模量的特征及其相互关系，为后续的研究提供了一定的理论基础。 2、介绍了有限单元法的历史由来，阐述了有限单元法的基本理念和基本思路。同时介绍了MIDAS GTX NX的动力分析原理及其计算过程，对有限元数值模拟爆破动力分析中爆破荷载的作用时间以及峰值荷载、特征值分析、动力时程分析及模型边界进行了介绍。 3、基于实际的工程案例，将三维有限元模型进行一定程度的简化，对主要的影响因素进行研究。分别研究了炸药的单段最大装药量、隔振沟设置、围岩等级、隧道净距等单一影响因素下爆破施工对近接地铁结构的动力响应，总结各影响因素下地铁结构动力响应的影响规律，并据此为实际工程的设计和施工提出建议。 4、结合广州市新建地铁车站超深基坑和隧道爆破工程的有限元分析，通过实际的监测和数值模拟的对比分析，验证了本项目基坑和隧道爆破开挖作业参数取值的合理性，实现了爆破作业对近接既有地铁结构振动及变形的影响可控制在规范允许的范围内，达到了新建隧道爆破作业对既有地铁隧道的保护的目的。总结出爆破作业对近接既有地铁结构振动及变形的影响规律，对类似工程提供指导和参考。 |
| 作者： | 蓝凯鑫 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 林本海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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