台阶法隧道掘进爆破时地表及邻近隧道的振动响应

在隧道掘进爆破设计时,基于最小二乘法,得到了台阶法爆破施工时地表振速的萨道夫斯基公式,并结合数值分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟了爆破振动对邻近隧道的影响。结果表明:地表振动速度随比例距离的增加呈指数形式衰减,上台阶爆破时的K值比下台阶爆破时大,而α值基本不变;邻近既有隧道迎爆侧各测点沿X方向（炮孔径向）振速峰值最大,背爆侧各测点振速峰值最大时的方向是变化的;背爆侧振速峰值远小于迎爆侧,且迎爆侧拱帮位置振速峰值最高,应作为重点支护对象。     

邻近隧道爆破震动对既有隧道影响的研究

运用有限元的基本理论 ,采用ANSYS软件对既有隧道受邻近隧道爆破震动影响进行了研究。分别就不同围岩类型、不同隧道间距情况下既有隧道的振动进行了分析。结果表明 :既有隧道迎爆面边墙的振速最大 ;围岩越稳固 ,振速越小 ;当间距小于 1倍的隧道直径时 ,隧道衬砌的振速会超过允许值 ;围岩的振速与至爆源距离的关系是非线性的     

掏槽孔爆破引起的围岩动力响应研究

通过数值模拟,研究了掏槽孔起爆时开挖隧洞围岩的动力响应规律,得到了不同爆心距处围岩的峰值振速分布规律,以及爆破振动峰值振速在不同部位的衰减规律.研究结果与试验结果类似,说明应用数值模拟方法研究隧洞爆破开挖对开挖洞室的影响是可行的,所得结论可以作为实际工程的参考.     

复杂环境下350m钢筋砼桥梁爆破拆除

介绍了复杂环境下一座350 m钢筋砼简支梁式桥梁的爆破拆除实例。根据现场勘测及桥梁结构特点和周边环境限制,采用仅对桥梁的墩柱和系梁进行爆破的拆除方案。墩柱最底部采用钻双排孔,克服了圆柱形构筑物圆弧曲面对最小抵抗线计算的影响,确定合理的炸高,起爆网路采用逐跨延时爆破。为减少爆破振动、塌落振动及爆破飞石的危害,采用毫秒延时控制爆破,最小抵抗线方向背离较近岸边保护对象,桥台处采用堆沙袋、爆破体采用钢丝网捆扎,用多层竹笆近体覆盖等措施,取得了良好的安全效果。起爆后,大桥逐跨坍塌,被爆桥体塌落解体较充分。     

预裂孔逐孔起爆在露天矿破碎带边坡的应用

攀枝花铁矿进入中深部开采后,露天采场的边坡高度已达105~555m。随着边坡高度的增加,高陡边坡的局部沉降、垮塌频发,严重威胁采场内人员和设备的安全。针对露天采场的不稳定边坡主要集中在破碎带部位,破碎带的爆破预裂效果较差并且有爆破产生的振动等问题,根据预裂爆破成缝机理,结合破碎带边坡地质特征和延时爆破理论,对破碎带预裂效果较差的原因进行了分析。认为预裂孔逐孔起爆更有利于破碎带边坡的预裂效果,同时能够"引导"、减轻爆生气体向预留边坡方向的作用,还能降低爆破振动对预留边坡的破坏作用。通过预裂孔同时起爆和逐孔起爆在破碎带部位的对比实验,取得了预裂孔逐孔起爆在孔痕率和爆破减振率上优于预裂孔同时起爆的实验效果。     

桔瓣式球型储液罐爆破振动响应分析

为研究深孔台阶爆破工况下,爆区中远端既有桔瓣式球型储罐振动响应问题,采用ANSYS/LSDYNA建立有限元模型,结合流固耦合算法,分析了不同起爆方式下球罐关键质点动态响应情况,重点研究了罐壁处不同质点的振动峰值速度和罐内储液对峰值速度的影响。结果表明:爆破地震所引起的振动破坏效应主要集中于球罐迎爆面罐壁与支柱连接处,其中罐壁与支柱连接处附近最为剧烈,易突破振速安全阈值,需要重点防护;采用延时起爆,减小药量等合理起爆方案可有效削弱爆破地震效应;适量调整罐内储液高度也可有效提高球罐自身的稳定性,起到有效的防护作用。     

下穿隧洞爆破掘进对既有隧洞的振动影响

结合福建晋江隧洞小角度下穿既有上行隧洞的工程施工,采用爆破振动监测和数值模拟方法,研究在建隧洞相对空间变化条件下邻近既有洞的动力响应与振动影响。结果表明:距爆源30 m以内,结构部位和爆心距共同影响振速分布;30 m以外区域,以爆心距影响为主。指出既有隧洞最大振速出现于爆源前方5 m范围内迎爆侧底板高程上,爆源近区的竖直向峰值质点振动速度是控制结构安全的主要监测指标,提出适用于不同监测区域的振速控制值的选取方法。     

预裂孔逐孔起爆在露天矿破碎带边坡的应用

攀枝花铁矿进入中深部开采后,露天采场的边坡高度已达105⁵55m。随着边坡高度的增加,高陡边坡的局部沉降、垮塌频发,严重威胁采场内人员和设备的安全。针对露天采场的不稳定边坡主要集中在破碎带部位,破碎带的爆破预裂效果较差并且有爆破产生的振动等问题,根据预裂爆破成缝机理,结合破碎带边坡地质特征和延时爆破理论,对破碎带预裂效果较差的原因进行了分析。认为预裂孔逐孔起爆更有利于破碎带边坡的预裂效果,同时能够"引导"、减轻爆生气体向预留边坡方向的作用,还能降低爆破振动对预留边坡的破坏作用。通过预裂孔同时起爆和逐孔起爆在破碎带部位的对比实验,取得了预裂孔逐孔起爆在孔痕率和爆破减振率上优于预裂孔同时起爆的实验效果。     

台阶爆破振动传播规律及动力响应特征研究

针对台阶爆破施工对邻近建(构)筑物的破坏问题,以某台阶爆破工程为背景,通过现场实验及数值计算,研究了水平距与高程共同作用下单响最大药量为3.8 kg、直径为38 mm孔爆破振动传播规律及动力响应特征。研究表明:振速响应特征规律与现场实测一致,水平距与高程共同作用下爆源近处峰值振速衰减较快,远处衰减较慢,垂向出现典型的高程放大效应,放大系数为1.2倍,但总体峰值振速并没有出现放大效应,主频率与总体峰值振速保持较好的一致性,总体呈衰减趋势;位移响应特征规律与振速变化趋势一致,合成峰值位移与合成峰值振速存在函数关系y=0.18+0.74v。     

节理岩体边坡爆破振动衰减特征分析

遵义市南部新区新龙快线项目中,岩体节理裂隙较为发育,岩层产状为缓倾斜,倾角约20°,边坡的走向和结构面走向夹角较小。爆破施工时,在上覆岩体重力荷载和爆破振动荷载的共同作用下,边坡稳定性难以得到保证。为研究节理岩体边坡爆破振动速度传播规律,进而采取合理的控制措施,通过对边坡爆破振动进行监测,分析边坡爆破振动衰减特征,得到不同装药量和爆心距时爆破振动在边坡上的传播规律。研究结果表明:装药量越大,距离越小,振速衰减速度越大;振速高程放大效应效果与装药量密切相关。对监测结果进行回归分析与预测,结合研究结果最后提出合理措施。     

逐孔起爆在高速公路路堑开挖中的应用

阜朝高速公路施工中,有大量的土石方需要爆破,用传统的爆破方法会出现爆破振动大、爆破次数多、块度大的问题。通过方案对比决定采用逐孔起爆技术,这种爆破方式能进行一次爆破、振动小、块度均匀。本文介绍了逐孔起爆原理、爆破参数设计及网路的连接,同时对爆破振动进行了安全校核并对爆破飞石进行了控制。     

密集型塔基桩孔开挖控制爆破技术

针对泸定大渡河特大桥塔基桩孔布置密集的状况和开挖区基岩节理裂隙发育的特点,应用短进尺、锥形掏槽的减震光面爆破技术进行直径2.8 m圆形桩孔的全断面掘进。尤其是在桩孔间净距仅为3.2 m时,采用锥形掏槽逐孔毫秒延迟起爆技术,并通过在掏槽中心空孔内布设0.1~0.2 kg的抛渣药包后于掏槽孔起爆,达到提高爆破效果、减弱爆破振动目的。在详细给出桩孔开挖控制爆破技术措施、爆破参数和施工方法的基础上,利用现场实测数据进行爆破效果、振动效应和围岩稳定等分析。工程实践表明:锥形掏槽逐孔毫秒延迟起爆技术能使邻近桩孔围岩的爆破振动强度得到有效控制,开挖爆破在邻近桩孔内产生的最大峰值振动速度小于10 cm/s,满足围岩安全振动控制标准;爆破前后桩孔围岩波速的平均下降率3.74%,远小于技术规范规定的10%的声波下降率量化标准;桩孔单循环爆破进尺约1.2~1.3 m,开挖壁面平整,基本没有超欠挖,保持了围岩的完整性和稳定性。     

甑子岩特大型危岩体治理开挖控制爆破

甑子岩特大型危岩体治理削方量大、施工周期长、环境复杂,治理施工过程中,通过合理的布置爆破区域及采取安全控制措施,有效地降低了爆破施工对危岩体稳定性的影响,保障了施工过程的安全。采用导爆管雷管孔内、外接力传爆的逐孔顺序微差起爆方法及预裂爆破技术,获得了较为平整的开挖坡面,半孔率高,整体爆破效果好。施工过程中按特定爆心距处危岩体表面测点爆破振动速度作为稳定性监测的控制标准,可有效降低爆破对母岩体及危岩体的振动影响,符合危岩体快速治理及振动控制的要求,有利于规范爆破施工过程控制。     

考虑桩-土相互作用的多年冻土区多跨简支梁桥地震响应分析

为分析青藏铁路多年冻土区多跨简支梁桥地震响应情况,建立了一座10×32m箱形多跨简支梁桥三维全桥模型,以等效基础弹簧考虑桩-土相互作用;以具有初始间隙的并联弹簧-阻尼单元模拟伸缩缝两端结构的碰撞,研究了冻土融化深度、行波效应及碰撞效应对多跨简支桥梁结构地震响应的影响。结果表明:随着融土下限加深,等效基础弹簧刚度明显减小,在强地震动作用下,桥梁结构易发生落梁、桥墩倾覆等震害;当相邻碰撞体的相向位移超过伸缩缝宽度时两者发生碰撞,碰撞次数及碰撞力随地震动视波速及行进距离不同而不同,在行波波速较低且行进距离较小时碰撞效果明显,对桥梁地震响应影响较大,极易导致落梁;此外桥台对结构地震响应亦有显著影响。在对多年冻土区多跨简支梁桥抗震性能进行评估时,应特别重视夏季地震动低速行波时可能发生的震害。     

岩石介质中双孔爆破效应的数值模拟研究

基于动力分析软件LS-DYNA及Langrange-Euler耦合算法,数值模拟研究了双炮孔同时起爆和微差起爆(微差时间分别为0.05 ms、0.1 ms、0.3 ms和5 ms)时爆炸冲击波在岩石介质中的传播规律和爆破对炮孔周围岩体振动效应的影响。研究表明:双炮孔同时起爆初期,损伤破碎区的扩展类似于单孔爆破;当爆炸冲击波相互叠加后,两炮孔中间纵向单元和药柱内外两侧横向近区单元的压力和等效应力随爆心距的增大而减小,而自由面上单元呈现出先增后减的变化趋势,且在距药柱10 cm外出现内侧单元的压力和应力值均高于外侧;微差起爆可缓解爆破振动和改善爆破效果,以同时起爆药柱完全引爆所需时间0.3 ms为例,当微差小于0.3 ms时,随着微差时间的延长,微差起爆对周围岩体单元的压力和等效应力峰值的降低幅度越大,同时缓解岩体纵向爆破隆起和z方向的振动效应也越明显,但超过0.3 ms后则微差起爆的改善效果受到一定限制。     

开挖爆破对邻近隧洞的震动影响研究

爆破震动对邻近隧洞的影响及其控制是水利、铁道、交通等工程建设过程中的关键技术问题。运用动力有限元数值模拟 ,研究了爆破震动对邻近隧洞的影响问题。比较了掌子面上的崩落、缓冲、光面等不同炮孔爆破、不同分段方式和起爆顺序对邻近隧洞的震动影响。在确定邻近隧洞周边峰值振速和峰值拉应力分布的基础上 ,分析了开挖爆破对邻近隧洞震动影响的关键因素 ,并提出了合理的起爆顺序和爆破震动控制措施。     

开挖爆破对邻近隧洞的震动影响研究

爆破震动对邻近隧洞的影响及其控制是水利、铁道、交通等工程建设过程中的关键技术问题。运用动力有限元数值模拟 ,研究了爆破震动对邻近隧洞的影响问题。比较了掌子面上的崩落、缓冲、光面等不同炮孔爆破、不同分段方式和起爆顺序对邻近隧洞的震动影响。在确定邻近隧洞周边峰值振速和峰值拉应力分布的基础上 ,分析了开挖爆破对邻近隧洞震动影响的关键因素 ,并提出了合理的起爆顺序和爆破震动控制措施。     

电子雷管和导爆管雷管起爆的振动信号时频特性对比

为了对比电子雷管和导爆管雷管两种起爆方式的爆破振动信号,开展了某露天采石矿两种雷管起爆的深孔爆破振动测试。基于小波分析方法和Matlab程序小波工具箱,对爆破振动信号按照频率划分为10个频带,分析各频带能量和峰值质点速度(peak partide velocity,PPV)的分布特征及随爆心距的变化。结果表明:采用电子雷管和导爆管雷管起爆时,90%的爆破振动能量分布在2~6频带（9.77~312.50 Hz）和2~7频带（9.77~625.00 Hz）,且PPV分布在3~4频带（19.53~78.13 Hz）和4~5频带（39.06~126.25 Hz）,即电子雷管起爆的爆破地震波能量和PPV均向低频带分布,且信号的PPV更小;中、高频带能量大小与段药量成正比,与爆心距成反比;各频带能量占比和PPV大小是反映爆破振动强度的重要指标,采用电子雷管能有效地减少爆破振动。     

桥梁桩基爆破施工对邻近埋地天然气管线的影响

桥梁桩基爆破施工对邻近埋地管道的振动影响不容忽视。结合张石高速公路桥梁桩基爆破工程,通过现场试验较系统地研究了爆破振动波的传播规律及对邻近埋地天然气管线安全的影响。结果表明:单段药量随着桩基深度的增加需要适时调整,延时时间可调控爆破振动速度;爆破振动波频率对埋地管道的影响很小。研究结果为实际工程的施工和设计提供了参考和依据。     

城镇浅孔爆破逐孔起爆合理延时的研究

以昆明市某深基坑爆破开挖工程为背景,构建浅孔逐孔起爆的三维数值计算模型,对不同延时的应力时程和质点峰值振速进行数值模拟,获得浅孔逐孔起爆的合理延时。模拟研究结果表明:延时35 ms、50 ms均可获得良好的岩石破碎效果,但延时35 ms引起的质点峰值振速更小,故针对工程要求的松动爆破,延时35 ms的逐孔起爆模型效果更佳。现场试验结果表明:延时35 ms的方案从岩石破碎、飞石及振动等各方面综合来看,效果是最佳的,验证了数值模拟计算结果的正确性。