城市轨道爆破引发邻近建筑振动效应模拟研究
2021-11-17李中一梁乃兴
计算机仿真 2021年7期
李中一,黄 静,梁乃兴
(重庆交通大学,重庆 400063)
1 引言
近年来,随着社会经济的快速发展,城市人口越来越多,城市规模不断扩大,城市化的生活给人们的生产和生活带来了便利,然而也带来了交通严重拥堵的城市问题。因此很多城市在发展的过程中,选择同步建设轨道交通来解决拥堵问题。就当前技术而言,爆破方法是建设城市轨道中最经济的施工办法。但是爆破方法会造成一系列的影响,如爆破中产生的粉尘、噪音和振动等,最严重的就是爆破振动,它会对邻近的建筑造成一定程度的损坏。因为炸药在爆炸的过程中有一部分能量转化为振动波通过介质不断传播,在一定范围内,振动波会引发质点剧烈振动,从而影响邻近建筑。通过爆破在一定范围内产生振动而引起的影响称之为振动效应[1-2]。如何在城市轨道建设中降低爆破振动效应是当前研究领域中的重点问题之一。在城市轨道施工前,对爆破产生的振动进行模拟分析是非常有必要的。近年来,大量学者在爆破理论及振动效应等方面做了相应的研究,但大部分都是针对质点位移、质点振动频率等方面的研究[3-6],对质点振动效应的研究少之又少。
本文通过构建有限元楼房建筑物,分别从力学、验算和设计三个角度考虑,对炸药爆破过程中质点的振动位移、振动频率和振动速度三个方面进行模拟。利用Duhamel积分,通过褶积形式表示建筑物的结构位移、速度、加速度,并将爆破振动波形作为施加荷载,将楼房建筑视为一个简化的多自由度体系,求解出建筑物在振动过程中的实际振动位移。……
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