隧道爆破对地面振动影响的研究

摘要

近些年来，随着我国地下工程的大发展，穿越城市的隧道工程越来越多，由于工程的限制，这些隧道有很大一部分需要采用爆破方法进行开挖，爆破产生的震动效应可能会危及到周围建筑物的安全。为保证工程爆破时爆区周围建筑物等的安全，对爆破的地震效应进行实测和控制是必要的，对于爆破地震效应的研究以及爆破安全控制方面的课题也受到了广泛的关注。
　　 本文着重通过数值模拟的方法来研究爆破地震波对地面振动影响的相关规律。根据石桥头隧道爆破工程现场爆破振动测试得到的数据，经数学回归分析处理，得出混凝土面及地面两种测试情况下的K、α值之间的规律，指出混凝土路面的爆破振动比土质路面衰减慢。通过比较混凝土面及地面因隧道爆破而产生的动应力，得出混凝土路面由爆破振动产生的动应力大于土质路面产生的动应力的结论。计算了混凝土板应变。比较隧道掌子面前后方爆破振动，得到前方振动大于后方，并用能量法分析其原因。
　　 采用数值分析结合现场实测的研究模式，研究了隧道爆破引起的地面振动响应及其变化特征，指出在隧道爆破振动速度小于1.5cm/s、平均加速度小于1m/s2时，混凝土路面不会破坏。

目录

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声明

第一章绪论

1.1研究问题的提出

1.2国内外的研究现状

1.2.1隧道爆破对地面振动影响的研究现状

1.2.2结构动力学的发展概况

1.2.3爆破安全及判定建筑物破坏程度研究现状

1.2.4 工程结构爆破振动分析

1.2.5爆破震动速度衰减规律研究现状

1.3本文研究的目的与意义

1.4主要工作及研究思路

第二章爆破震动对地面建筑物影响的基本理论

2.1爆破地震效应的控制因素分析

2.1.1爆破振动速度及衰减规律

2.1.2爆破地震波频谱特性

2.1.3爆破地震速度、频率的测定

2.1.4爆破地震效应安全距离

2.2爆破数值分析基本理论

2.2.1爆破数值模拟简介

2.2.2弹性动力学基本方程与数值计算方法

第三章石桥头隧道爆破震动监测概况

3.1石桥头隧道概况

3.1.1石桥头隧道简介

3.1.2工程地质及水文地质概况

3.2爆破震动监测概况

3.2.1爆破震动测试系统

3.2.2震动测点布置

3.3震动数据采集

3.3.1爆破参数采集

3.3.2震动数据采集

3.4实测数据分析

3.5隧道掌子面前后方爆破振动差异的能量法解释

3.6小结

第四章混凝土路面及地面对于隧道爆破的不同振动响应

4.1 MIDAS/GTS软件介绍

4.1.1 MIDAS/GTS的特点

4.1.2 MIDAS/GTS的动力分析

4.2动力反应理论

4.3动应力、应变比较及分析

4.3.1动应力比较

4.3.2应变计算

4.4计算模型的建立

4.4.1模型数据

4.4.2特征值分析

4.4.3时程分析

4.4.4主要计算结果

4.5小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

附录