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学号：21400970085重庆交通大学研究生论文选题报告及论文工作实施计划研究生姓名刘成导师彭念学科（专业）建筑与土木工程研究方向岩土工程学位级别硕士所在学院土木建筑学院重庆交通大学学位评定委员会办公室制2015年12月20日填1论文题目已建万兴隧道对待建九号线隧道的影响分析研究方向隧道与地下工程关键技术课题来源（打√）国家部委省、自治区、直辖市国际合作市企业自选其它√论文类型（打√）理论研究应用研究开发研究实验研究跨学科研究其它√文献综述（国内外研究现状及发展动态，所查文献的范围及查阅方式和手段）：1选题依据公路运输作为最有效的陆上运输方式之一，成为城市与城市之间经济协调发展的核心枢纽。随着国民经济的迅速发展，随着我国城市化进程的逐渐加快，城市外来人口的增长致使城市规模不断扩张，引发了日益膨胀的交通压力，因此更多的公路项目投入到了建设之中。在实际工程中，由于地域特点和走廊条件的限制，在修建公路隧道以克服高程和平面障碍的同时，有时会遇到公路隧道邻近高压输电路线的情况，在此情况下，公路隧道必然要在高压输电铁塔附近进行施工，而隧道开挖施工方法的选择主要依据当地工程地质条件和水文地质条件，所选择的施工方法应该体现出技术先进、经济合理及安全适用。根据隧道穿越地层的情况不同，隧道开挖主要的施工方法有：钻爆法、明挖法、盖挖法及盾构法。从掘进效率和技术经济角度考虑，目前钻爆法开挖在隧道施工中发挥着主导作用。然而钻爆法开挖过程中，不可避免地要产生爆破振动。然而输电铁塔是输电线路中的主要承力构件，作为高耸空间结构，输电铁塔具有刚度较小、塔基相互独立、对基础沉降差敏感等特点，公路隧道邻近既有高边坡顶高压输电铁塔爆破施工时，爆破施工产生的爆破震动效应会对附近高边坡顶铁塔产生一定程度的影响，爆破开挖引起的振动和地层位移容易导致铁塔变形和铁塔塔基发生不均匀沉降，严重时可致铁塔倒塌，危及电力线路的正常运行和生命财产安全，这些问题一旦发生，不仅会造成重大的经济损失，而且社会影响及其严重，因此附近隧道爆破施工对高边坡顶铁塔的影响值得研究。22研究现状及发展动态随着城市隧道施工对周边建（构）筑物的影响日益成为人们关心的话题，国内外学者在隧道施工对周边建（构）筑物的影响方面做了大量工作，取得了十分重要的研究结果。2.1爆破地震波特性及传播规律的相关研究国外的学者针对爆破地震波特性和传播规律方面的研究起步比较早。1927年美国学者E.H.Rockwel针对采石场爆破振动对建筑结构的影响进行了相关探讨，从这之后，各国学者也对这方面相继展开了研究，各自提出了爆破振动强度的经验公式。1950年，Morris提出了第一个关于爆破振动强度衰减的经验公式，该公式是关于质点位移的经验公式。Lecont1967年对Morris的经验公式进行了修正，并采用质点峰值振速的矢量和来代替Morris经验公式中的质点最大位移幅值。Ambrasyes，Hendor以及Dowding在接下来的几年里在Lecont研究成果的基础上展开了研究，对经验公式进行了进一步的修正，得出的公式在爆破工程领域得到了普遍的应用。1977年，Lundborg研究分析了美国矿业局的实验数据，并得出了相关经验公式；1980年，Just和Free相比较以前的研究学者，另外考虑到了爆破地震波的特点，假设爆破地震波中体波占主导地位，并且以发散播的形式传播。1983年，Ghost.A和Daemne.J.K针对爆破地震波在地层中的传播特性进行了研究，对爆破地震波在地层介质中传播的特性进行了分析，这使有关爆破地震波特性及传播规律方面的研究有了新的进展。于1985年，Ghost和Demen提出将统计学原理引入到爆破地震波峰值振速衰减的研究中来，并结合大量实验数据，利用回归分析方法拟合出了爆破地震波质点峰值振速的衰减经验公式。我国的研究学者们也在爆破地震波特性及传播规律方面做了很多研究，从1955年开始，中科院地球物理研究所谢毓寿等人在不同的地质条件和不同性质岩石条件下进行了爆破试验，于1962年得出了垂直方向爆破地震波速度传播的衰减经验公式。1996年卢文波通过控制点爆破振动实测结果与理论进行对比分析得出控制点模拟场，结合地震波与岩土介质相互作用影响下的波衰变规律，预测非控制点的振动场，并提出了相应的振动控制措施。1997年周同龄研究地形高差对地震动效应的影响，研究结果表明高差由负向正变化时，地震效应放大系数依次增大，并推导出高程影响下的近似公式。随后的几年里，众多研究单位对爆破地震波的特性、传播规律以及爆破地震效应进行了研究，如铁道科学院、中国科学研究院力学研究所、水利水电科学研究院、长沙矿冶研究所、中国矿业大学等相继围绕这些方面进行了一系列的实验、理论分析和计算，并得出了各自的研究成果。32.2隧道施工引起地层移动及其对地表结构物的影响国内外对隧道开挖引起地层移动问题已经作了大量研究，并且吴波、王树英、南康、李建生、贾瑞华和郭军等人已对该问题的研究现状进行了较为详细的综述。由这几个人的综述可见，目前对该问题的研究方法主要有经验法、解析法、模型试验法和数值分析法等。经验法是采用一定的曲线方程来描述隧道施工后地表沉降槽的形状，并根据大量工程的地表沉降监测结果，确定曲线方程的特征参数。解析法包括粘弹塑性理论、随机介质理论，所谓粘弹塑性理论就是将粘弹塑性理论引入到隧道施工引起地层移动研究中，随机介质理论由刘宝琛院士引入国内，后来刘宝琛、阳军生和张家生等人将随机介质理论和方法进行了进一步的研究与发展，并将该理论应用于浅埋隧道开挖引起的地表移动和变形预计中，取得了较好的效果。模型试验主要分为相似材料模型试验和离心模型试验，目前，国内外对离心机试验研究较多。而数值分析方法，随着计算机的飞速发展，在分析隧道施工引起的地层变形规律时，得到越来越多的人的采用。除了上述方法之外，还有半解析法、人工神经网络法、专家系统和灰色理论预测法等。关于隧道施工对地表结构物的影响，国内外已开展了不少的研究。研究方法可分为两类：一类是不考虑隧道-地层和地表结构物的相互作用，另一类是考虑隧道-地层和地表结构物的相互作用。蒲武川基于西安地区黄土地层，分析了在隧道处于不同埋深，以及地表结构物与隧道处于不同水平距离时，隧道施工对地表结构物的影响。贾瑞华以某地铁下穿长安立交桥和某隧道下穿沙贝立交桥为工程实例，研究了隧道施工对基础类型不同的桥梁的影响。诸如此类的研究国内还有许多。2.3已建隧道的支护类型对新修隧道的影响2.4已建隧道防排水系统对新修隧道的影响43通过前面对相关文献的回顾，可以看出，目前在隧道建设对高压输电铁塔有影响的诸多相关工程实例中，隧道爆破施工对附近高边坡顶铁塔影响的研究和工程实例并不多见，但在未来修建隧道的过程中，邻近各类高压输电铁塔施工的问题不仅不可能避免，而且还会越来越多，对于具体的邻近高边坡铁塔的隧道施工尚需要积累经验，如何保证高边坡顶高压输电铁塔的安全，目前相关的理论与应用研究尚待深入。4所查文献的范围及查阅方式和手段以上所查阅的文献范围为1980年~2014年交通运输类中文科技期刊和硕博论文，通过维普、万方和CNKI浏览器查阅，并且还查阅了部分外文资料及相关专著。55参考文献[1]CarlosLoPez．DrillingAndBlastingofRoeks.PrinmdInNetherlands，1995.[2]卢文波等.爆源中远区的爆破振动场模拟[J].爆破,1996，13（3）：8-11.[3]周同龄，杨秀甫，翁家杰.爆破地震高程效应的实验研究[J].建井技术，1997，18（增刊）：31-35.[4]张志呈．定向断裂控制爆破[M]．重庆：重庆出版社，2000.[5]熊代余，顾毅成．岩石爆破理论与技术新进展[M]．北京：冶金工业出版社，2002.[6]李夕兵，凌同华，张义平等．爆破振动信号分析理论与技术[M]．北京：科学出版社，2009.[7]吴波．复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D]．成都：西南交通大学，2003．[8]王树英．隧道施工对邻近扩大基础桥梁结构的影响研究[D]．长沙：中南大学，2007．[9]南康．双孔平行隧道施工地表位移及变形研究[D]．长沙：中南大学，2009．[10]李建生．地铁施工对邻近结构物影响分析及其评价软件开发[D]．长沙：中南大学，2009．[11]贾瑞华．隧道施工对不同基础类型桥梁的影响评价及工程应用[D]．长沙：中南大学，2009．[12]郭军．地铁隧道开挖诱发的地表沉降对邻近建筑结构的影响研究[D]．北京：北京工业大学，2005．[13]刘宝琛，张家生，廖国华．随机介质理论在矿业中的应用[M]．长沙：湖南科学技术出版社，2004．[14]刘宝琛，张家生．近地表开挖引起的地表沉降的随机介质方法[J]．岩石力学与工程学报，1995，14(4)：289-296．[15]阳军生，刘宝琛．挤压盾构隧道施工引起的地表移动及变形[J]．岩土力学，1998，19(3)：10-13．[16]李桂花．盾构法施工引起的地面沉陷的估算方法[J]．同济大学学报，1986，14(2)：253-261．6[17]胡炜，曾东洋．平行盾构隧道施工地表变位影响因素研究[J]．铁道工程学报，2007，(3)：50-55．[18]蒲武川，廖红建，邵珠山．地下隧洞对地面沉降影响的数值分析[J]．地质与勘探，2003，39(8)：145-148．[19]黄沛．隧道施工对全风化花岗岩地区地表构筑物影响的研究[D]．西安：西安建筑科技大学，2010．[20]陈荣国．大断面偏压浅埋隧道两台阶四步法施工方法初探[J]．中华建设，201l，(5)：108-109．[21]杨元洪．李家冲大跨度隧道施工与上覆高压输电铁塔相互影响分析[D]．长沙：中南大学，2011．[22]HualinZhang，JunshengYang，YuanhongYang．NumericalAnalysisoftheInfluenceofTunnelConstructiononHigh-voltageTransmissionTower[J]．AdvancedMaterialsResearch，2012，368-373：2521-2525．[23]秦庆芝，曹玉杰，毛彤宇，等．特高压输电线路煤矿采动影响区铁塔基础设计研究[J]．电力建设，2009，30(2)：18-21．[24]张晨，刘明雄，杨宪斌．500kV送电线路矿区塔基稳定性评价[J]．西部探矿工程，2007，12：l18-120．[25]孙冬明，夏军武，常鸿飞．地下开采后送电线路铁塔的受力性能研究[J]．武汉理工大学学报，2010，32(10)：58-61．[26]刘海燕，姜玉松．隧道开挖对地表及建筑物影响研究与分析[J]．西部探矿工程，2005，106(3)：108-109．[27]麻永华，贺善宁．建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究[J]．隧道及地下工程，2004，(12)：74-77．[28]陈德国．隧道爆破施工对地表建筑物及其滑坡体的扰动影响分析[J]．工程技术，2010，17：103-104．[29]侯爱军．地铁隧道开挖爆破对地表建筑物的振动影响[J]．四川建筑科学研究，2010，36(3)：154-157．7本课题的主要研究内容（包括研究方法、实施方案、研究中可能遇到的难点及解决方法、措施）：一、主要研究内容：1、爆破振动荷载作用下高边坡顶输电铁塔安全控制的探讨；2、结合重庆江北高边坡铁塔的实际监测情况，运用有限元软件分析附近隧道爆破施工时高边坡铁塔的安全性，并结合实测数据进行对比分析；3、在爆破点距铁塔的距离不同，不同的边坡高度及不同的铁塔高度等情况下，建立不同参数条件下的模型，分析不同工况下爆破对邻近高边坡顶铁塔安全性的影响，得出不同影响因素对铁塔安全性的影响规律，并探讨有利于保证铁塔安全性的相关措施。二、研究方法：1、通过检索各种中文科技期刊全文数据库、外文期刊、中英文著作中相关文献，作好研究初期的理论准备工作；通过大量阅读相关文献，了解现有的爆破地震波特性及传播规律，同时了解隧道施工引起