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地铁项目建设对古建筑影响的有限元分析
| 论文题名： | 地铁项目建设对古建筑影响的有限元分析 |
| 关键词： | 地铁建设;古建筑;盾构开挖;结构振动;有限元;建筑物变形 |
| 摘要： | 随着现代工业的发展和城市规模的扩大，交通问题日益突出。地铁凭借其大运量、安全、快捷的优势，成为解决城市交通问题的重要手段。我们在享受地铁轨道交通带来的方便快捷的同时，其负面影响也引起了人们的普遍关注。首先是地铁施工带来的问题。 盾构开挖虽然以其诸多优势成为地铁隧道开挖采用较多的施工方法，但其对土体的扰动是不可避免的，这就会引起不同程度的地层位移和变形。当地层位移和变形超过一定的限度时，会危及周围道路、邻近建筑物和地f管线的安全。其次是地铁运营带来的问题。 在城市地铁修建趋势方兴未艾的同时，地铁运行所引发的振动与噪声问题也逐渐显现出来。作为城市的主要交通干线，地下铁道经常对振动和噪声比较敏感的地区。当列车在地下铁道中运行时，其上部的建筑物或居民就会受到列车所引起的地基或地表的振动及噪声的影响。 西安作为经历了十三个朝代的著名古都，至今保留下来的古建筑分布较广，在西安修建地铁，所面临的重要而突出的问题之一是如何最大程度地避免或减小地铁施工和运营对古建筑的影响。西安钟楼作为西安市标志性建筑、国宝级重点文物保护单位，具有极其重要的历史地位和文化内涵。西安地铁2号、6号线隧道从钟楼四周环绕通过。地铁在施工过程将会引起地面沉降，在运营过程中产生振动，都可能会危及钟楼的安全。 既保证实现规划线路，又保证文物的安全，是个高难度问题。本文利用大型有限元计算软件ANSYS，通过建立钟楼结构、基座、钟楼周围地层以及地铁隧道的三维有限元模型：1)利用单元生死技术和APDL语言中宏命令实现了地铁隧道的循环开挖过程，模拟计算了单洞开挖和双洞开挖两种工况下，不同工程阶段盾构隧道开挖引起的钟楼基座及周围地层的位移和变形，分析了盾构开挖对钟楼及周围地层的影响；2)利用APDL语言中的表参数实现丁地铁列车荷载的施加，从而通过瞬态动力学计算，模拟计算了地铁列车在三种不同运行速度下产生的振动对钟楼的影响，并将计算结果同实测地面交通荷载相叠加，分析了地面交通和地铁振动荷载叠加情况对钟楼的影响，得出了一些有益的结论，以期能对地铁项目建设对钟楼影响的研究提供借鉴，以促进城市建设与古建筑保护协调发展。 |
| 作者： | 王鑫 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 刘增荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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