露天转地下采深影响下爆破振动速度传播规律

为研究采矿深度影响下爆破振动速度的传播规律,以大冶铁矿东露天采场狮子山北帮边坡露天转地下开采工程实际为背景,运用ANSYS/LS-DYNA建立简化模型对矿山露天开采以及不同采矿深度的地下开采爆破过程进行模拟,并用现场实测数据对模拟结果进行了验证。分别研究了不同采深影响下边坡面质点、坡体内质点、坡面同一质点以及同一采深条件下坡体内质点振动强度特征及其爆破振动速度传播规律。结果表明:(1)与露天开采爆破相比,地下开采引起的质点振动速度衰减更趋缓慢;(2)随着采矿深度的增加,坡体内径向、切向和垂直三个方向上的质点振动速度均具有放大效应,但当爆心距超过一定范围后,爆破振动速度放大效应消失,仍表现为为随爆心距增加而衰减的效应。(3)随爆心距的增加,坡面质点垂直振动速度随采矿深度增加以放大效应为主,水平方向的质点振动速度在一定的距离范围内相差不大,不具有明显的放大或衰减效应。     

中深部大型地下洞室高边墙爆破振动高程效应研究

为了研究地下洞室高边墙上质点爆破振动规律并指导地下洞室开挖,以白鹤滩水电站地下洞室群开挖为背景,在右岸主变洞内进行爆破振动试验,然后利用LS-DYNA三维动力有限元软件对开挖过程进行数值模拟,分析了地下洞室高边墙上质点爆破振动速度随高程变化规律。结果表明:当地下洞室边墙高度为16.8 m时,在距离爆源区约70 m范围内,高边墙上质点与墙脚处相比,振动速度存在不同程度的放大效应,且放大效应出现分区。当爆心距R30 m,放大作用随高差增大先增后减;当爆心距R在30～70 m范围内且为某一定值时,放大作用随高差的增大而增大;当爆心距R70 m时,高差对洞室边墙上质点的影响不再明显。另外,萨道夫斯基公式在地下洞室高边墙上仍然适用,但是利用萨道夫斯基公式预测质点振动速度时,应当将测线布置在相应预测点的同一高程上。     

高陡边坡动力响应研究

为研究爆破荷载作用下高陡边坡的动力稳定性问题,依托国家高山滑雪中心(延庆赛区)索道平台处边坡爆破工程,在现场监测的基础上结合数值模拟对爆破破岩过程中边坡的速度场、应力场和位移场进行了研究。研究结果表明:对于边坡坡顶平面,随着爆心距的增大,质点振速峰值呈现衰减趋势,一定范围内V_(垂向)V_(径向)V_(切向),质点垂向振速主频主要集中在0～50 Hz范围;对边坡坡面,随着爆心距增大,质点振速、位移总体呈现衰减趋势,台阶处受"鞭梢效应"影响,产生放大效应,并且具有方向性;台阶处应力峰值与振速峰值并非在同一位置出现,岩体边坡的岩体边坡的稳定性应综合考虑振速峰值大小及应力是否超过岩体的抗拉强度来判断。     

爆破地震波传播过程中衰减参数的确定

通过分析不同爆心距处典型单孔爆震实测波形，提出了确定爆破地震波中Ｐ波、Ｓ波及Ｒａｙｌｅｉｇｈ波在岩体中传播时的衰减参数的方法。     

爆破地震波传播过程中衰减参数的确定

通过分析不同爆心距处典型单孔爆震实测波形，提出了确定爆破地震波中Ｐ波、Ｓ波及Ｒａｙｌｅｉｇｈ波在岩体中传播时的衰减参数的方法。     

小净距公路隧道爆破震动观测与分析

基于小净距的南方某公路隧道二期工程爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值与主振频率分析,展开了基于小净距公路隧道的爆破震动观测与研究。首先介绍了测线与测点布置原则,并阐述了爆破震动观测及其结果,得出了相应的质点振动速度峰值衰减经验公式及v-ρ关系曲线。结果表明,半断面、下上台阶和全断面爆破等三种不同隧道施工开挖方式所得出的不同的观测结果,质点振动速度峰值最大值通常出现在同一断面的墙中与顶板位置、径向方向和爆心距最小位置发生处,对应主频分布在15~75Hz,主要集中在22~50Hz。结论指出,质点振动速度峰值与对应主振频率与爆破方式以及爆心距密切相关,爆破规模与爆心距对爆破地震效应影响程度很大,隧道开挖中的全断面爆破有利于减小和控制爆破震动。     

小净距公路隧道爆破震动观测与分析

基于小净距的南方某公路隧道二期工程爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值与主振频率分析,展开了基于小净距公路隧道的爆破震动观测与研究。首先介绍了测线与测点布置原则,并阐述了爆破震动观测及其结果,得出了相应的质点振动速度峰值衰减经验公式及v-ρ关系曲线。结果表明,半断面、下上台阶和全断面爆破等三种不同隧道施工开挖方式所得出的不同的观测结果,质点振动速度峰值最大值通常出现在同一断面的墙中与顶板位置、径向方向和爆心距最小位置发生处,对应主频分布在15⁷5Hz,主要集中在2275Hz,主要集中在22⁵0Hz。结论指出,质点振动速度峰值与对应主振频率与爆破方式以及爆心距密切相关,爆破规模与爆心距对爆破地震效应影响程度很大,隧道开挖中的全断面爆破有利于减小和控制爆破震动。     

框架结构楼房爆破震动响应的数值模拟

为研究框架结构在爆破震动下的震动响应特性,利用ANSYS/LS-DYNA显示动力分析软件,对某框架结构进行了模态分析与动力响应分析。得到了该建筑结构的自振频率小于10 Hz,低频爆破地震波是引起结构振动、变形的主因;对结构受距离20 m基坑爆破的振动影响进行了模拟,计算所得的距爆源最近点震速和实测震速基本吻合;分析了建筑结构不同楼层的爆破振动规律,表明建筑结构的垂直向速度响应大于水平向速度,20层的高层建筑结构随着楼层高度增加,在1~6楼出现了振动速度局部放大现象。裙楼楼顶(距爆源最远处)出现整个结构最大速度峰值。在城市复杂环境进行爆破施工时,对周围建筑结构的安全监测,不能只对距爆源最近地表进行振动监测,须注意高层建筑结构内部的局部放大效应。     

岩石高边坡爆破振动局部放大效应分析

爆破振动高程放大效应是岩石高边坡爆破振动规律的研究重点之一。基于LS-DYNA的动力有限元计算,研究了岩石高边坡的爆破振动局部放大效应。结果表明:对于单层马道而言,马道外缘点和马道中点出现明显的振动放大效应,而马道内侧点和坡面中点的爆破振动放大并不明显。分别研究了考虑岩体开挖损伤以及台阶中有夹层条件下高边坡的爆破振动局部放大效应,计算结果同样显示马道外缘点和马道中点出现明显的振动放大效应,考虑开挖损伤时近区的放大程度明显增强,而在有夹层的边坡台阶处,爆破振动放大效应更加明显。基于计算结果,分析了不同典型位置测点作为实际工程爆破监测点的利弊,建议马道内侧点为理想的爆破监测点。     

爆炸荷载下岩质边坡动力响应规律研究

为研究爆炸荷载作用下边坡岩体的动力响应变化规律,基于背景工程结合岩质边坡下部台阶爆破开挖进行现场振动监测,建立了岩质边坡动力响应数值计算模型,系统分析了边坡岩体质点峰值振速、应力场及位移场的变化和分布规律。结果显示:边坡坡顶处,质点峰值振速均随爆心距增大而衰减,且衰减速率随爆心距增加逐渐减小;边坡坡面上,相邻台阶上存在高程放大效应现象,局部放大系数达1.50;同一台阶外缘"鞭梢效应"显著,靠近爆源处台阶外缘质点峰值振速放大系数为1.46,"鞭梢效应"随高程增加逐渐减弱;台阶边坡坡脚处应力集中明显,坡形骤变对应力波动影响较大,受"鞭梢效应"影响,边坡台阶上质点峰值振速最大值与应力最大值出现位置无相关性。     

特大型危岩体治理爆破开挖振动效应控制研究

针对特大型危岩体爆破开挖治理过程中的爆破振动影响,建立符合危岩体特征的FLAC3D数值计算模型。将危岩体进行条块划分,计算并输入不同段药量时的爆破荷载,计算得到各条块质点加速度,并采用基于刚体极限平衡的等效加速度法进行危岩体爆破动力稳定性分析,得出了危岩体安全系数与单段药量之间的关系,结合相关规范给出了合适的安全系数所对应的单段最大药量。经现场爆破试验验证,可获得较好的爆破效果。通过分析危岩体爆破振速与爆心距的关系,提出了在控制药量条件下,采用特定爆心距处测点振速可作为现场监测控制标准。     

黄岛LPG地下储库开挖爆破的振动效应研究

结合实测地表爆破振动速度数据,基于量纲分析理论,提出了考虑爆源埋深的爆破振动速度公式,对黄岛LPG地下储库开挖爆破的振动效应进行了研究。研究表明:对于地下储库开挖爆破,考虑爆源埋深的爆破振动速度公式比萨道夫斯基公式的预测精度更高,但当爆源埋深与爆心距的比值≥0.85时,可以使用萨道夫斯基公式来预测爆破振动速度;垂直向振动速度峰值较大,施工过程中应重点监测;爆破振动速度随爆源埋深的增加呈衰减趋势,不存在爆破振动速度的放大效应。研究结果可为后续的类似研究提供一定的参考。     

建筑物在爆破地震作用下的动力响应分析

根据小波分析理论,通过db8小波进行小波分解得到各层级的重构信号,探究爆破地震波到达不同测点处动力响应的区别,以达到优化爆破设计参数的目的。通过对比建筑物内外测点监测结果可以得出:建筑物固有频率所在频带的信号出现一定的放大效应,有些距固有频率较远的频带波形表现出快速的衰减特性,爆破地震信号的低频成分在建筑物中的持续时间得到延长。     

黄岛LPG地下储库开挖爆破的振动效应研究

结合实测地表爆破振动速度数据,基于量纲分析理论,提出了考虑爆源埋深的爆破振动速度公式,对黄岛LPG地下储库开挖爆破的振动效应进行了研究。研究表明:对于地下储库开挖爆破,考虑爆源埋深的爆破振动速度公式比萨道夫斯基公式的预测精度更高,但当爆源埋深与爆心距的比值≥0.85时,可以使用萨道夫斯基公式来预测爆破振动速度;垂直向振动速度峰值较大,施工过程中应重点监测;爆破振动速度随爆源埋深的增加呈衰减趋势,不存在爆破振动速度的放大效应。研究结果可为后续的类似研究提供一定的参考。     

炮孔近区岩体振动主频及能量的数值模拟

为了控制岩体爆破对保留岩体造成的破坏和损伤,针对炮孔近区爆破振动频率及能量变化问题,利用动力有限元数值模拟方法研究了单孔爆破10 m范围内爆心距、不耦合系数与爆破振动主频及能量的变化规律。结果发现爆破振动主频并不是随着爆心距的增大而单调递减,并且随着不耦合系数的增大同一爆心距位置处的振动主频先增大后减小再增大;爆破振动能量衰减向主频段靠拢并且随不耦合系数的增大变化浮动较小。     

炮孔近区岩体振动主频及能量的数值模拟

为了控制岩体爆破对保留岩体造成的破坏和损伤,针对炮孔近区爆破振动频率及能量变化问题,利用动力有限元数值模拟方法研究了单孔爆破10 m范围内爆心距、不耦合系数与爆破振动主频及能量的变化规律。结果发现爆破振动主频并不是随着爆心距的增大而单调递减,并且随着不耦合系数的增大同一爆心距位置处的振动主频先增大后减小再增大;爆破振动能量衰减向主频段靠拢并且随不耦合系数的增大变化浮动较小。     

微差间隔时间、药量分布及测距对爆破震动的影响

本文从爆破震动影响因素入手,介绍了点爆源爆破震动的特点,分析了微差间隔时间、测点距爆区距离、药量分布等爆破参数对爆破震动的影响,用实测爆破震动波形论证了多段微差爆破时,爆破震动强度由微差间隔时间、测点距爆区距离、各段药量分布等爆破参数联合作用决定。当这三种参数达到最佳"匹配"时,就能达到最佳降震效果。     

微差间隔时间、药量分布及测距对爆破震动的影响

本文从爆破震动影响因素入手,介绍了点爆源爆破震动的特点,分析了微差间隔时间、测点距爆区距离、药量分布等爆破参数对爆破震动的影响,用实测爆破震动波形论证了多段微差爆破时,爆破震动强度由微差间隔时间、测点距爆区距离、各段药量分布等爆破参数联合作用决定。当这三种参数达到最佳"匹配"时,就能达到最佳降震效果。     

引水工程水下钻孔爆破水击波特性

为了深入研究水下钻孔爆破荷载作用下的水击波传播特性，以桂林市第二水源工程-引水工程项目为背景，采用动力分析软件COMSOL多物理场耦合模拟方法，建立水下钻孔爆破数值分析瞬态求解模型，研究爆炸荷载作用下的水击波等值面、水击波峰值应力及振动速度传播规律，并结合现场监测结果进行评价。研究表明：水下钻孔爆破荷载作用产生的水击波实质是以爆破点为中心向四周传播，水击波等值面随时间推移由规则圆球形向非规则椭球形演化；水击波在水中传播过程中快速衰减，随水介质速度阈值增加，水击波作用区域影响范围较小；水击波应力传播在爆破分段延时情况下的不同位置具有叠加效应，存在多个峰值，随爆心距的增加呈指数衰减规律，当爆心距越小，水击波峰值应力下降速度越明显；水击波振动速度随爆心距的增加呈指数衰减，当爆心距从28 m增加到108 m,水击波峰值振动速度衰减率达到96.3%,对构筑物影响甚小，同时水击波达到峰值速度出现的时间随爆心距的增加逐渐增大，表现出同步性。研究成果对理解水下钻孔爆破振动响应以及为类似工程经验积累及其爆破安全预防提供指导。     

高层建筑在爆破地震波作用下振动传播规律

为了解决爆破地震波对高层建筑影响的问题,基于爆破地震波的特征及相关因素,以贵阳市观山湖区某一道路爆破工程为例,通过爆破振动现场测试,分析了爆破地震波作用下高层建筑结构振动传播规律。结果表明:爆破地震波作用下测点的垂向振动速度恒大于切向和径向振动速度;随着距爆源高差的增加,爆破振动速度逐渐增大;随着距爆源水平距离的增加,爆破振动速度逐渐减小。通过拟合分析,得出衰减系数α随着高差的降低也逐渐减小;高程影响系数在测点和爆源最大高差时最大。