地鐵項目建設(shè)對古建筑影響的有限元分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和城市規(guī)模的擴大，交通問題日益突出。地鐵憑借其大運量、安全、快捷的優(yōu)勢，成為解決城市交通問題的重要手段。我們在享受地鐵軌道交通帶來的方便快捷的同時，其負(fù)面影響也引起了人們的普遍關(guān)注。首先是地鐵施工帶來的問題。
　　 盾構(gòu)開挖雖然以其諸多優(yōu)勢成為地鐵隧道開挖采用較多的施工方法，但其對土體的擾動是不可避免的，這就會引起不同程度的地層位移和變形。當(dāng)?shù)貙游灰坪妥冃纬^一定的限度時，會危及周圍道路、鄰近建筑物和地f管線的

2、安全。其次是地鐵運營帶來的問題。
　　 在城市地鐵修建趨勢方興未艾的同時，地鐵運行所引發(fā)的振動與噪聲問題也逐漸顯現(xiàn)出來。作為城市的主要交通干線，地下鐵道經(jīng)常對振動和噪聲比較敏感的地區(qū)。當(dāng)列車在地下鐵道中運行時，其上部的建筑物或居民就會受到列車所引起的地基或地表的振動及噪聲的影響。
　　 西安作為經(jīng)歷了十三個朝代的著名古都，至今保留下來的古建筑分布較廣，在西安修建地鐵，所面臨的重要而突出的問題之一是如何最大程度地避免或減小

3、地鐵施工和運營對古建筑的影響。西安鐘樓作為西安市標(biāo)志性建筑、國寶級重點文物保護(hù)單位，具有極其重要的歷史地位和文化內(nèi)涵。西安地鐵2號、6號線隧道從鐘樓四周環(huán)繞通過。地鐵在施工過程將會引起地面沉降，在運營過程中產(chǎn)生振動，都可能會危及鐘樓的安全。
　　 既保證實現(xiàn)規(guī)劃線路，又保證文物的安全，是個高難度問題。本文利用大型有限元計算軟件ANSYS，通過建立鐘樓結(jié)構(gòu)、基座、鐘樓周圍地層以及地鐵隧道的三維有限元模型：1)利用單元生死技術(shù)和AP

4、DL語言中宏命令實現(xiàn)了地鐵隧道的循環(huán)開挖過程，模擬計算了單洞開挖和雙洞開挖兩種工況下，不同工程階段盾構(gòu)隧道開挖引起的鐘樓基座及周圍地層的位移和變形，分析了盾構(gòu)開挖對鐘樓及周圍地層的影響；2)利用APDL語言中的表參數(shù)實現(xiàn)丁地鐵列車荷載的施加，從而通過瞬態(tài)動力學(xué)計算，模擬計算了地鐵列車在三種不同運行速度下產(chǎn)生的振動對鐘樓的影響，并將計算結(jié)果同實測地面交通荷載相疊加，分析了地面交通和地鐵振動荷載疊加情況對鐘樓的影響，得出了一些有益的結(jié)論，以