CN108280308A - 基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法 - Google Patents

基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法 Download PDF

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CN108280308A CN201810108336.8A CN201810108336A CN108280308A CN 108280308 A CN108280308 A CN 108280308A CN 201810108336 A CN201810108336 A CN 201810108336A CN 108280308 A CN108280308 A CN 108280308A
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Abstract

本发明属于地质***技术领域，公开了一种基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法，采用有限元软件ABAQUS进行三维建模，首先对结构体系进行模态分析，分析自振特性并给出结构的自振频率和前6阶阵型；然后对地铁深基坑***开挖过程中周围建筑结构的动力响应进行三维数值模拟，分析***冲击荷载作用下结构体系的振动速度的变化规律，并给出结构体系的位移云图和框架结构的应力分布。本发明为今后复杂地层条件下超深基坑***工程研究提供指导意义。

Description

基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法
技术领域
本发明属于地质***技术领域，尤其涉及一种基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
目前进行基坑***开挖时，不管是在***量的选取还是爆孔位置或大小的选择，大多数都是依靠经验方法进行确定，常采取的***开挖方式如下：
步骤一，因基坑尺寸及其周边环境的情况，沿基坑长轴方向自由空间较大，***临空面宜沿基坑长轴横向布置，可有效遏制沿基坑宽度方向的飞石；
步骤二，基坑中部采用一级台阶深孔***，接近基坑围护结构一方面采用浅孔***，另一方面设置一定数量的减振孔，以确保***振动对基坑围护结构不产生危害；
步骤三，为避免***振动太大，采用毫秒延期电***，深孔预留空气柱，反向一次起爆，分段爆响的起爆技术；
步骤四，沿基坑长轴边设置飞石防护网，爆孔采用砂袋防护，大块岩石二次破碎采用机械破碎法。
城市地铁车站基坑往往都是在城市居民楼、商城、写字楼或者高层建筑附近，确定的时候，特别是***开挖时不仅需要保证基坑本身的稳定，同时，还必须以保障附近建(构)筑物的结构安全，不能对周边居民的日常生活造成过多的影响。确定中要保证不破坏城市路面下有早己埋设的各种管道线路，所以城市深基坑的确定需要非常扎实的技术、全面周到的设计，再结合稳扎稳打的确定才能够顺利完成。
***工艺的出现，为工程带来了更高的效率，在***工程带来很多方便的同时，也伴随着无法抹灭的***安全问题。它往往是***工程、弹塑性力学、岩石力学等多个学科研究范畴的核心问题。这些常见的***问题大致如下：①高边坡在***荷载振动作用下发生大型滑坡破坏；②近距离相邻***引起周边岩柱或支护结构的失稳及井巷的破坏；③在***震动作用下诱发采空区附近的地下硐室及矿山发生破坏；④******在隧道地下工程诱发岩爆的发生；⑤新建工程***对既有邻近工程造成损伤破坏。纵观***发展历程，在***技术越来越完善的同时，***安全方面存在的漏洞也是亟待解决的问题关键。
在地质条件较为坚硬的地层中进行基坑开挖，***法无疑是所有基坑开挖方法中最为经济有效的，但基坑在***开挖过程中难免会引起***振动，影响周围建筑结构的安全，很多基坑的位置距离既有建筑结构非常近，甚至是几米之隔，导致基坑***开挖过程中引起的振动越发明显，从而加大了确定难度，稍有不慎将会导致非常严重的后果。因此有必要对基坑***开挖时周围建筑结构的动力响应进行研究，探究在深基坑***开挖确定过程中，如何减小基坑周围建筑结构的动力扰动的控制措施，从而达到主动控制***振动过程的目的。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有的***法在***开挖过程中难免会引起***振动，影响周围建筑结构的安全，稍有不慎将会导致非常严重的后果；现有技术没有如何减小基坑周围建筑结构的动力扰动的控制措施提供依据；
(2)现有的***法有关参数的设定很大程度上依赖于以往工程经验，无法预知现场***后土体和基坑上部建筑结构的动力响应，从而无法对确定参数进行很好的优化；
(3)现有数值计算方法能够很好的对实际确定过程进行模拟计算，基坑***为一瞬时动态过程，现有的模拟方法在土体边界效应模拟和阻尼设置等方面存在很多问题。
解决上述技术问题的难度和意义：
(1)本基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法可以对实际现场确定过程进行模拟计算，可研究结构和土体的动力响应，为减小基坑周围建筑结构的动力扰动的控制措施提供依据；
(2)本基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法可以预知现场***后土体和基坑上部建筑结构的动力响应，进而对确定参数进行很好的优化；
(3)本基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法可以很好的模拟基坑***这一瞬时动态过程，该模拟方法在土体边界效应模拟和阻尼设置等方面提出了自己的设置方案。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法。
本发明是这样实现的，一种基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法，为基于大型有限元分析软件ABAQUS的三维数值计算方法。
采用***荷载的三角形荷载形式；三角形***冲击荷载上升段时间为0.012s，下降段时间为0.088s，总计算时间长度取为1s，***荷载的应力峰值描述为：
Pmax＝139.97/Z+844.81/Z2+2154/Z3-0.8034
其中，Pmax为***荷载应力峰值；Z为比例距离，它由Z＝R*/Q1/3确定；R*是起爆中心到荷载作用表面距离；Q是***量，各分段一起起爆时为总***量，分别起爆时为单段最大***量。
进一步，所述基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法具体包括：
第一步，建立土体计算模型，并利用ABAQUS地应力清零命令，进行土体应力清零；
第二步，基坑土体和上部建筑结构进行部件装配，设计边界条件和模态分析部相关参数设置；
第三步，对模型模态分析计算结果进行后处理，分析模型自振特性并输出结构自振频率和前6阶阵型；
第四步：冻结模态分析计算步，建立瞬时动态分析步，并对基坑内部土体响应位置施加对应的***荷载，进行***冲击荷载作用下的模型数值计算；
第五步：进行***荷载计算结果后处理，分析***冲击荷载作用下结构体系的振动速度的变化规律，并给出结构体系的位移云图和框架结构的应力分布。
本发明的另一目的在于提供一种***确定方法包括：
1)孔网参数：
***孔径d取为40mm；
台阶高度H通常小于等于4m，***台阶高度取为3m；
当浅孔台阶大于2m时，超深h取台阶高度的10％～15％，当浅孔台阶小于2m时，h不小于30cm；***设计超深h取为0.5m；
底盘抵抗线w取值在1.0～1.2m；
孔间距和排间距a、b分别取为1.0m和1.2m；
***布孔采用梅花形布孔方式；
单孔装药量Q＝q·a·w·h，式中q为单位体积耗药量，取0.27～0.6kg/m3，本次设计Q取0.3kg/m3；
2)飞石控制
***体上方采用砂袋、铁板、砂袋、安全网对***区域进行多重覆盖防护。
本发明另一目的在于提供一种实现所述的基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法的信息数据处理终端。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
(1)通过对结构体系的模态分析，得到了框架结构的自振频率和阵型分布规律，整个结构体系的主要振动方向为水平方向。
(2)在***冲击荷载作用下整个框架结构的振动速度和动力放大系数相同位置从上到下逐渐减小。结构体系的最大振动速度为74.20mm﹒s-1，出现在结构顶层横梁跨中位置处，结构整体的最大动力放大系数为2.37，出现在顶层横梁处。说明在振动过程中建筑结构具有鞭梢效应。
(3)结构体系整体的位移变化规律为自上而下逐渐减小，其位置最大出现在框架结构的顶层位置处，且整体的位移指数均小于1％，说明结构在***冲击荷载作用下整体稳定性较好。
(4)从Mises应力云图可知，结构整体的应力值分布规律与振动速度和位移的变化规律相反，呈现自上而下逐渐减小的趋势，最大值为680kPa，出现在框架底部的支撑柱上，最小值为16kPa，出现在框架顶端的横梁跨中位置处。
本发明以厦门地铁2号线东渡路站为工程背景，为减少土岩组合地层条件下，深基坑***开挖确定过程中对周围建筑结构的影响，采取了一系列如布设***减振孔、优化起爆网络设计、合理规划***开挖顺序等措施控制基坑***对周围建筑结构的影响。并对基坑***开挖过程中周围建筑结构的振动响应进行监测，通过数据分析发现建筑结构出现的振动速度全部控制在安全值以内，并未造成破坏。通过分析发现紧邻爆区的高层建筑对振动波中的低频成分更易吸收，容易引起高层建筑结构的破坏。为今后复杂地层条件下超深基坑***工程研究提供指导意义。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法。
图2是本发明实施例提供的将基坑岩土体和建筑结构进行装配的模型体系网格划分图。
图3是本发明实施例提供的框架模型不同楼层振动速度时程曲线图。
图4是本发明实施例提供的***总体方案图。
图5是本发明实施例提供的***布孔采用梅花形布孔方式图。
图6是本发明实施例提供的***基坑防护示意图。
图7是本发明实施例提供的***振动测点布设示意图。
图8是本发明实施例提供的第1-5个测点竖向振动波形图。
图9是本发明实施例提供的第1-5个测点竖向振动频谱图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有的***法在***开挖过程中难免会引起***振动，影响周围建筑结构的安全，稍有不慎将会导致非常严重的后果；现有技术没有如何减小基坑周围建筑结构的动力扰动的控制措施提供依据。
本发明采用的计算软件为大型有限元计算软件之一的ABAQUS。模拟采用的***荷载为简化的时程曲线为三角形荷载形式，假定***冲击以均布压力的形式沿法线方向施加在基坑侧壁上，并且在基坑***开挖过程中，围岩不发生强度破坏。***冲击荷载对岩体表面的冲击应力大小与基坑所在岩体的力学特性有关，本次模拟采用的三角形***冲击荷载上升段时间为0.012s，下降段时间为0.088s，总计算时间长度取为1s，***荷载的应力峰值可用下式近似描述：
Pmax＝139.97/Z+844.81/Z2+2154/Z3-0.8034 (3-1)
其中，Pmax为***荷载应力峰值；Z为比例距离，它由Z＝R*/Q1/3确定；R*是起爆中心到荷载作用表面距离；Q是***量，各分段一起起爆时为总***量，分别起爆时为单段最大***量。
如图1所示，基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法具体包括：
S101：采用有限元软件ABAQUS进行三维建模，首先对结构体系进行模态分析，分析自振特性并给出结构的自振频率和前6阶阵型；
S102：然后对地铁深基坑***开挖过程中周围建筑结构的动力响应进行三维数值模拟，分析***冲击荷载作用下结构体系的振动速度的变化规律，并给出结构体系的位移云图和框架结构的应力分布。
下面结合具体分析对本发明作进一步描述。
在***冲击荷载作用下基坑岩土体的应力应变关系是十分复杂的，为此ABAQUS软件为用户提供了丰富的岩土体本构模型，本发明模拟根据其受力特点选取了Drucker-Prager模型，选取了实体单元进行单元计算。
ABAQUS软件中有关混凝土的本构模型有塑性损伤模型、弥散裂缝模型和中脆性破裂模型。其中塑性损伤模型适用于在循环加载、单向加载和动力加载条件下，混凝土结构反向加载刚度恢复和硬度退化的材料特性机制，因此本次数值模拟混凝土的本构模型选取为塑性损伤模型，采用实体单元进行计算。模型体系各部分材料参数如表1所示。
表1各部分材料参数
将基坑岩土体和建筑结构进行装配，模型体系网格划分如图2所示。
1)模型接触：
本次有限元计算中岩土体和基坑周围建筑结构存在接触关系，模型体系中需要设置接触对，ABAQUS/Standard中接触对由主控面和从属面组成，刚度较大的混凝土建筑结构为接触主控面，刚度较小的基坑岩土体为接触对从属面，其接触为硬接触(Hard contact)，且接触面之间允许弹性滑移变形。
2)边界阻尼
目前ABAQUS有限元软件中有4中阻尼形态：瑞利阻尼、结构阻尼、直接模态阻尼和复合阻尼，本次数值模拟采用的是瑞利阻尼。瑞利阻尼认为：多自由体系在振动过程中粘性阻尼矩阵[C]可以看做是质量矩阵[M]和刚度矩阵[K]的线性组合表达式：
[C]＝α[M]+β[K] (1)
式中，α和β为比例常数，本次数值模拟混凝土结构的阻尼比ξ1取值为0.05，基坑围岩土体阻尼比ξ2取值为0.2，根据结构动力学阻尼比和频率的相互关系：
ξ＝0.5(α/ω+βω) (2)
根据模型模态分析结果，将模型的前两阶自振频率和与之对应的阻尼比代入上述公式(2)，可以求得上部建筑建筑结构α＝1.634、β＝0.00331，基坑岩土体α＝2.0、β＝0.001。
为更加真实地模拟***振动在土体边界上的传播过程，本次数值模拟在土体边界上设置了粘弹性人工边界，此人工边界可以等效为弹簧加阻尼器***，阻尼器和弹簧的刚度系数设置以清华大学刘晶波等在《粘弹性人工边界及地震动输入在通用有限元软件中的实现》文章中提出的公式确定。
3)模型荷载
模型体系主要施加的荷载是岩土体、结构自重和***产生的冲击荷载。考虑到基坑岩土体实际应力状态，在荷载施加前需要对其进行地应力平衡。
本发明对深基坑***过程中的上部结构进行瞬时动力分析，采用ABAQUS/Standard中的Dynamic、Explicit的计算模块进行动力计算，其中***荷载在前处理过程中采用定义幅值曲线的方式施加在模型体系中。
4)数值模拟结果分析
进行深基坑***作用下的上部结构动力响应分析不仅与施加的***荷载有关，结构自身的振动特性也会影响计算的结果，因此在进行模型瞬时动态分析之前，有必要先对模型进行模态分析，确定结构的固有频率和阵型。本发明计算提取了上部结构的前6阶阵型，
表2模型自振频率
5)受***振动影响的结构振动分析
通过ABAQUS/Explicit的计算，得出结构体系每一层(1-5层)同一位置的振动速度时程曲线如图3所示，每一层的最大振动速度如表3所示。
表3结构模型振动速度和动力放大系数表
从以上数据来看，在***冲击荷载作用下，建筑结构的最大振动速度为74.20mm﹒s-1，满足规范规定的一般钢筋混凝土结构的安全允许振速，振速最大的位置出现在结构顶层横梁跨中位置处，并且在振动过程中整个框架结构的振动速度和动力放大系数相同位置从上到下逐渐减小，结构整体的最大动力放大系数为2.37，出现在顶层横梁处。说明在振动过程中结构动力反应具有鞭梢效应。
6)位移和应力分析
***冲击荷载作用下，变形大小是衡量结构抗冲击能力好坏最直观的反应指标。在只考虑水平径向***冲击荷载作用下。其位置最大出现在框架结构的顶层位置处，位移值自上而下逐渐减小，且经过计算结构整体的位移指数均小于1％，说明结构体系在***冲击荷载作用下整体稳定性较好。
从结构体系有限元模型框架结构在基坑***荷载作用下的Mises应力云图可看出，跟振动速度和位移的变化规律相反，应力值呈现自上而下逐渐减小的趋势，最大值为680kPa，出现在框架底部的支撑柱上，最小值为16kPa，出现在框架顶端的横梁跨中位置处。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
本发明以厦门地铁2号线东渡路站为工程背景，对土岩组合条件下深基坑***开挖对周围建筑结构的动力响应进行了分析。文章采用大型有限元软件ABAQUS进行了三维建模，首先对结构体系进行了模态分析，分析了其自振特性并给出了结构的自振频率和前6阶阵型，然后对地铁深基坑***开挖过程中周围建筑结构的动力响应进行了三维数值模拟，分析了***冲击荷载作用下结构体系的振动速度的变化规律，并给出了结构体系的位移云图和框架结构的应力分布。得到的结论主要有：
(1)通过对结构体系的模态分析，得到了框架结构的自振频率和阵型分布规律，整个结构体系的主要振动方向为水平方向。
(2)在***冲击荷载作用下整个框架结构的振动速度和动力放大系数相同位置从上到下逐渐减小。结构体系的最大振动速度为74.20mm﹒s-1，出现在结构顶层横梁跨中位置处，结构整体的最大动力放大系数为2.37，出现在顶层横梁处。说明在振动过程中建筑结构具有鞭梢效应。
(3)结构体系整体的位移变化规律为自上而下逐渐减小，其位置最大出现在框架结构的顶层位置处，且整体的位移指数均小于1％，说明结构在***冲击荷载作用下整体稳定性较好。
(4)从Mises应力云图可知，结构整体的应力值分布规律与振动速度和位移的变化规律相反，呈现自上而下逐渐减小的趋势，最大值为680kPa，出现在框架底部的支撑柱上，最小值为16kPa，出现在框架顶端的横梁跨中位置处。
下面结合超深土岩组合地铁基坑***振动监测分析对本发明作进一步描述。
东渡路站基坑开挖***工程：东渡路站是厦门市轨道交通2号线一期工程一标段的第四个站，也是跨海段到厦门本岛的第一个站。车站起点里程为右DK21+267.123，车站终点里程为右DK21+435.253，车站总长为168.1m，标准段宽度为24.05m，两端扩大段宽度为31.475m；地面标高为4.7m～5.9m,最大高差为0.9m，基坑开挖深度为39.537m。有效站台中心里程处顶板覆土为3.2m，有效站台中心里程处轨面埋深为35.767m；车站主体结构土石方量共18.8万m3。本站为地下四层岛式站台车站，为双柱三跨闭合框架结构，采用明挖顺筑法确定，车站底板主要位于微风化花岗岩，部分位于中风化花岗岩及中风化辉绿岩。***石方量约15万m3。
该基坑开挖工程量比较大，基坑深度大，工期短。由于本工程为基坑开挖***确定场地狭窄，且只有一个向上的临空面，直接***开挖，岩石夹制作用大，***单耗高，飞石防护难度大，因此***开挖顺序应首先在爆区北面现有的高差区采用基础开挖***技术进行开挖槽***，开挖槽宽度2×2×2(分两次开挖到位)；然后以开挖槽做为临空面，进行扩槽***，待槽宽达到一定宽度后，做为一层台阶的临空面，由北至南进行该层的台阶***。二层开挖以相同方式进行开槽、扩槽，台阶***。每层主爆区开挖，应在基坑边线预留2m宽的保护层采用光面***技术进行开挖，以保证基坑边坡的稳定性。保护层开挖应在每层台阶形成后，随着台阶***的前进而前进，以免影响后续边坡支护工作及下层开挖，遵循“先支撑,后开挖；边开挖,边支撑”的确定原则，形成流水作业,确保工程安全质量前提下快速确定。在正式***开挖前采取试爆措施，根据试爆的情况结合现场实际周边环境进行调整，以达到最佳的***效果和最安全的***参数。
***总体方案：如图4所示，
由于本工程为基坑开挖***确定场地狭窄，且只有一个向上的临空面，直接***开挖，岩石夹制作用大，***单耗高，飞石防护难度大，因此***开挖顺序应首先在爆区北面现有的高差区采用，基础开挖***技术进行开挖槽***，开挖槽宽度2×2×2(分两次开挖到位)；然后以开挖槽做为临空面，进行扩槽***，待槽宽达到一定宽度后，做为一层台阶的临空面，由北至南进行该层的台阶***。二层开挖以相同方式进行开槽、扩槽，台阶***。每层主爆区开挖，应在基坑边线预留2m宽的保护层采用光面***技术进行开挖，以保证基坑边坡的稳定性。保护层开挖应在每层台阶形成后，随着台阶***的前进而前进，以免影响后续边坡支护工作及下层开挖。在正式***开挖前采取试爆措施，根据试爆的情况结合现场实际周边环境进行调整，以达到最佳的***效果和最安全的***参数。
本次基坑***开挖遵循的两个原则是：一是确保***过程中人员、建筑物等周围环境的安全，二是在开挖过程中确保桩撑等支护体系的安全。
下面结合具体分析对本发明做进一步描述。
***设计：
(一)孔网参数
(1)本次***孔径d取为40mm；
(2)台阶高度H通常小于等于4m，本次***台阶高度取为3m；
(3)当浅孔台阶大于2m时，超深h一般取台阶高度的10％～15％，当浅孔台阶小于2m时，h不小于30cm。本次***设计超深h取为0.5m；
(4)底盘抵抗线w一般取值在1.0～1.2m，考虑到此次***的环境特点取为1.2m；
(5)孔间距和排间距a、b分别取为1.0m和1.2m；
(6)本次***布孔采用梅花形布孔方式；如图5所示。
(7)单孔装药量Q＝q·a·w·h，式中q为单位体积耗药量，取0.27～0.6kg/m3，本次设计Q取0.3kg/m3。
飞石控制
***体上方采用砂袋、铁板、砂袋、安全网对***区域进行多重覆盖防护，能有效阻止个别飞石。即爆区采用沙袋(每袋重量不少于30kg)、胶帘或竹片、沙袋、帆布或地毯进行多层覆盖，覆盖范围应超出待爆区边界1米以上，胶帘搭接长度不小于20cm，1平方米胶帘面积上加压二个以上沙袋，覆盖严实无缝隙；如图6所示。
本次监测主要对基坑周围建筑物进行测点布设，其测点布设原则为：
(1)建筑物测点布置在建筑物承重柱或其基础上；
(2)在同一建筑物上布置进行***振动监测时，测点应布置在距爆源最近的位置，即测点布设于建筑物该层平面最靠近***点位置；
(3)建筑物的门口、窗口、房角处容易引起应力集中，因此这些位置更容易反映***地震波对房屋的危害，测点布设应考虑尽量靠近此类位置；
(4)尽量布设三向速度传感器或三向加速度传感器。
考虑到以上测点布设原则，本次***监测共设5个监测点，如图7所示：
下面结合***振动监测与分析对本发明作进一步描述。
东渡路车站基坑是典型的土岩组合地层，且周围环境复杂，为定量分析基坑周围建筑物的动力反应，对***过程中各测点进行时时监控，分析基坑***振动在建筑物之间的传播特性。
本次***振动监测采用中科测控TC-4850型***测振仪对基坑***过程中各测点进行全程监控，记录测点环向、径向、竖向三个方向的振动值，各测点振动数据采集情况如表5所示。
表5各测点***震动实测数据
为进一步分析在***冲击荷载作用下基坑周围建筑物的动力响应情况，本发明选取了各个监测点竖向振动波形图及对应的频谱图8、图9进行分析。
整个***振动监测过程中出现的峰值振动速度出现在居民区03测点，大小为1.421cm/s，对应的频谱分析主频频率为34.285Hz，一般的钢筋混凝土结构的振动主频频率为10Hz～50Hz，规范规定***过程中允许周围建筑结构出现的振动速度控制在4.2cm/s以内。由以上数据可知本次基坑***过程中未对周围建筑结构造成破坏。
由图9竖向振动频谱分析可知，各测点的频谱分布范围较为相近，基本分布在0Hz～100Hz区间内，但各测点信号分布情况又各有差异。对于大型的高层建筑物，其自振频率一般为几赫兹以内，由02测点的频谱分析图中可以看出其幅值主要分布在0Hz～20Hz之间，与其建筑结构的自振频率较为接近，为确保安全避免出现共振，应对该测点建筑结构不同高度的***振动进行监测。
本发明以厦门地铁2号线东渡路站为工程背景，为减少土岩组合地层条件下，深基坑***开挖确定过程中对周围建筑结构的影响，采取了一系列如布设***减振孔、优化起爆网络设计、合理规划***开挖顺序等措施控制基坑***对周围建筑结构的影响。并对基坑***开挖过程中周围建筑结构的振动响应进行监测，通过数据分析发现建筑结构出现的振动速度全部控制在安全值以内，并未造成破坏。通过分析发现紧邻爆区的高层建筑对振动波中的低频成分更易吸收，容易引起高层建筑结构的破坏。为今后复杂地层条件下超深基坑***工程研究提供指导意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法，其特征在于，所述基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法为：
采用***荷载的三角形荷载形式；三角形***冲击荷载上升段时间为0.012s，下降段时间为0.088s，总计算时间长度取为1s，***荷载的应力峰值描述为：
Pmax＝139.97/Z+844.81/Z2+2154/Z3-0.8034
其中，Pmax为***荷载应力峰值；Z为比例距离，它由Z＝R*/Q1/3确定；R*是起爆中心到荷载作用表面距离；Q是***量，各分段一起起爆时为总***量，分别起爆时为单段最大***量。
2.如权利要求1所述的基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法，其特征在于，所述基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法具体包括：
第一步，建立土体计算模型，并利用ABAQUS地应力清零命令，进行土体应力清零；
第二步，基坑土体和上部建筑结构进行部件装配，设计边界条件和模态分析部相关参数设置；
第三步，对模型模态分析计算结果进行后处理，分析模型自振特性并输出结构自振频率和前6阶阵型；
第四步：冻结模态分析计算步，建立瞬时动态分析步，并对基坑内部土体响应位置施加对应的***荷载，进行***冲击荷载作用下的模型数值计算；
第五步：进行***荷载计算结果后处理，分析***冲击荷载作用下结构体系的振动速度的变化规律，并给出结构体系的位移云图和框架结构的应力分布。
3.一种如权利要求1所述的基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法的***确定方法，其特征在于，所述***确定方法包括：
1)孔网参数：
***孔径d取为40mm；
台阶高度H通常小于等于4m，***台阶高度取为3m；
当浅孔台阶大于2m时，超深h取台阶高度的10％～15％，当浅孔台阶小于2m时，h不小于30cm；***设计超深h取为0.5m；
底盘抵抗线w取值在1.0～1.2m；
孔间距和排间距a、b分别取为1.0m和1.2m；
***布孔采用梅花形布孔方式；
单孔装药量Q＝q·a·w·h，式中q为单位体积耗药量，取0.27～0.6kg/m3，本次设计Q取0.3kg/m3；
2)飞石控制
***体上方采用砂袋、铁板、砂袋、安全网对***区域进行多重覆盖防护。
4.一种实现权利要求1～2任意一项所述的基坑***对周围建筑结构动力响应三维数值模拟分析方法的信息数据处理终端。
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