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浅埋隧道掘进爆破及其振动效应数值模拟研究
一、背景和问题阐述
浅埋隧道是在深度小于30米的地下挖掘的隧道，其施工过程中通常采用掘进爆破技术。在掘进爆破过程中，会产生大量振动效应，对周围环境和建筑物可能造成影响。因此，需要对其振动效应进行研究和模拟，以减少对周围环境和建筑物的影响。
二、文献综述
隧道掘进爆破技术已经发展了数十年，相关研究也有很多。魏兵(2009)研究了隧道掘进爆破的振动效应，发现振动强度与爆炸药量、爆破距离和隧道深度有关。陈永标等(2013)探讨了隧道掘进爆破对地下管线安全的影响，提出了管线保护措施。王德国等(2018)通过数值模拟研究了地铁隧道施工过程中的振动效应，发现掘进速度、岩土类型以及挖掘机具的类型和操作方式会影响振动效应。
三、研究方法
本研究将采用数值模拟的方法，对浅埋隧道掘进爆破过程中的振动效应进行分析。具体步骤如下：
1.建立数值模型：采用ANSYS等软件建立隧道爆破数值模型，考虑材料的非线性和损伤特性。
2.确定边界条件：确定地层结构和材料性质等参数，并对模型进行约束条件和荷载条件的设定。
3.模拟爆炸过程：设置爆炸药量、爆炸点和爆炸时间等参数，模拟爆炸过程，并记录振动效应数据。
4.分析结果：对模拟数据进行分析和处理，并比对实际测量数据，验证数值模拟结果的准确性。
四、预期成果
1.对隧道掘进爆破过程中的振动效应进行深入研究，揭示振动效应的规律和影响因素。
2.建立浅埋隧道掘进爆破的数值模型，并对模拟结果进行验证和修正，提高模拟结果的准确性和可靠性。
3.为隧道掘进爆破工程的设计和施工提供指导和参考，减少对周围环境和建筑物的影响。
五、参考文献
魏兵.武汉地铁隧道掘进中振动波传播特性及预报研究[D].武汉大学,2009.
陈永标,朱弦.隧道掘进爆破对地下管线安全的影响及保护措施[J].建筑技术,2013,44(24):220-221.
王德国,王志刚,张超等.地铁隧道开挖对地表经济建筑物的振动影响数值研究[J].中国矿业大学学报,2018,47(4):810-817.