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小净距交叠隧道群开挖动力响应特性研究
| 论文题名： | 小净距交叠隧道群开挖动力响应特性研究 |
| 关键词： | 开挖动力;响应特性;小净距隧道;爆破施工;精细分析方法;小波分析;有限元 |
| 摘要： | 小净距隧道是一种新型的隧道结构形式，同时由于地质和环境条件的限制，新建隧道与已建好地下构筑物(如：高速公路、铁路隧道)之间形成小净距交叠这一新型布置形式将会越来越多，因此它将是工程界理论研究的热点和难点。目前，对小净距交叠隧道群施工力学的研究成果还很少见到报道。 本文以沈海高速公路泉厦段扩建工程中大坪山隧道（4条）和下穿的城市隧道（3条）在空间上构成小净距交叠隧道群为工程背景，制定合理的测试方案对隧道爆破施工影响进行现场测试。采用精细分析方法、小波分析和动力有限元工具，对高速公路扩建工程大坪山隧道爆破施工对邻近隧道群（小净距——高速公路既有隧道，交叠——城市隧道）的爆破振动影响特性进行研究。发现并提出了交叠隧道的“横洞效应”，并对此进行分析研究。应用小波理论，不仅对小净距交叠隧道群爆破施工时临近隧道的动力响应特性，包括质点振动速度幅值、能量分布、振动主频和持续时间特性进行分析，而且对隧道爆破微差延时时间及其对爆破振动的影响进行识别研究。得到的主要研究成果与结论如下： 1、通过查阅大量的文献资料，系统总结小净距、交叠隧道动力分析中的若干重要问题的研究进展并且对当前研究中存在的不足和需要解决的若干关键问题进行讨论。 2、结合工程实际制定各种爆破振动测试方案，对小净距交叠隧道群爆破振动进行现场测试，获得了大量宝贵的第一手测试数据。 3、通过萨道夫斯基经验公式对现场测试数据进行回归计算，得到新建隧道爆破振动速度的衰减规律以及新建隧道爆破开挖时对小净距平行隧道和交叠隧道的振动影响特性。 4、采用小波变换的时-能密度法对现场测试时所获得的爆破振动信号进行微差延时时间的识别，得到了段延时时间随段数和距离变化的规律以及段延时时间对波形叠加效应的影响。同时运用小波包分析技术研究小净距交叠隧道的能量分布特征。 5、采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元程序建立三维实体模型，对隧道爆破过程进行数值模拟，分析新建隧道掘进爆破对已成洞隧道、平行既有隧道和交叠隧道的振动影响特性，得到振动速度随距离和时间变化的特性曲线和在各个隧道断面上的分布特性。 |
| 作者： | 林丽群 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 林从谋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华侨大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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