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叙大铁路聂家坡隧道爆破地震效应对地表建筑物的影响研究
| 论文题名： | 叙大铁路聂家坡隧道爆破地震效应对地表建筑物的影响研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;爆破地震效应;地表建筑物;频谱分析;有限元计算 |
| 摘要： | 目前在隧道建设中，爆破开挖仍然是主要的施工方法，然而在爆破开挖过程中不可避免地要产生爆破振动，直接威胁到民众的生命和财产安全，因此，研究爆破地震效应对建筑物的影响具有重要的现实意义。本文以叙大铁路聂家坡隧道工程为研究对象，采取现场测试、理论分析和有限元数值计算相结合的方法，从爆破振动特点、爆破方案选取以及建筑物在爆破地震荷载作用下的动力响应特点这三方面进行了全面的分析。 首先，介绍了爆破地震波产生的机理、分类和特性;分析了影响爆破地震对建筑物破坏程度的因素，为研究爆破地震波对建筑物的影响提供了理论依据。 然后，结合当地地质和环境条件分析了爆破方案的制定，研究了控制爆破降低爆破振动强度的技术措施，为今后类似工程提供了参考作用。以现场测试数据为依据，分析了爆破地震波各参数的特性、传播规律及其对建筑物的影响;应用数学分析软件Matlab编程对萨道夫斯基经验公式进行了回归分析，得出了爆破地震波在传播过程中介质质点峰值振速衰减公式，为爆破工程中安全距离的预估提供了可靠的依据。 其次，以结构动力学理论为基础，建立建筑结构单自由度体系在自由振动和受迫振动时的运动微分方程，得出了建筑结构在简谐荷载作用下位移解和底部剪力解表达式。这从理论上分析了爆破地震对建筑物的影响特征，为研究爆破地震波对建筑物的影响提供了理论依据。 最后，应用有限元分析软件ansys建立三层砖混结构楼房有限元模型，通过模态分析得出了楼房的固有频率和振型，结合现场爆破振动测试结果和爆破地震波频谱分析结果可以知道，爆破地震波不会引起楼房的共振反应;对楼房有限元模型进行瞬态动力分析，研究楼房结构在爆破地震波作用下的动力响应，发现最大主拉应力和剪应力主要发生在墙角、窗边或门边等应力集中的位置，说明在建筑抗震中这些位置应该引起足够的重视;发现最大应力值没有超过建筑材料的强度极限，不会引起建筑结构的破坏，这与在现场观察和测试结果相符，说明有限元模型的建立是合理的，可以利用该模型对实际工程中爆破地震波对建筑物的影响程度进行分析预测和安全评价。 |
| 作者： | 刘少成 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 张继春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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