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。     

爆破地震波入射角度对振动和放大效应的影响

为了研究爆破地震波入射角度对振动和放大效应的影响，采用LS-DYNA数值模拟，从爆破地震波传播的角度分析振动和振动的高程放大效应，并结合现场实测数据，对爆破振动的规律进行分析。结果表明：台阶及其内部各点的振速总体上呈现随高程而减小的趋势；振速的高程放大系数并不是一直线型增加的，而是随着高程的增加先增加后减小；爆破地震波的入射角度不同，在自由面上的反射叠加所产生的振速不同是引起放大效应变化的原因。结合所得数据，建立爆破地震波入射角度的数值计算模型，对此类工程问题的振速计算有一定的参考价值。     

石油化工企业技术改造中的控制爆破

为了确保拆除爆破产生的振动不致影响石油化工装置安全,分别对3次建筑物拆除爆破进行了振动测试.实测结果表明;烟囱倒塌落地的最大质点振速是其爆破最大质点振速的1.44倍,而框架结构物爆破中触地振动大于爆破振动不明显;当地条件下拆除爆破振动主频约为20～50 Hz,建筑物落地振动主频约为10 Hz.经分析认为,石油化工装置的爆破安全振速可定为1.0 cm/s.     

爆破振动作用下大型地下洞室群围岩动力响应及合理间距分析

大型地下水封石油洞库由多个地下洞室构成,洞室通常不设衬砌结构,在洞库设计时,洞室之间的间距是需要重点考虑的一个因素。依托某地下水封石油洞库工程,采用现场监测与数值模拟相结合的方法,分析了爆破振动作用下,地下洞室群围岩的动态响应及振动衰减规律。地下洞室掌子面爆破引起的围岩振速在横断面方向随远离爆心呈指数衰减;当在爆破洞室附近存在已开挖洞室时,已开挖洞室迎爆侧边墙处质点振动存在放大效应,峰值振速会放大2.2倍~2.5倍,而在背爆侧围岩峰值振速明显减小,减小幅度为25%~50%。考虑相邻洞室安全间距时,以相邻已开挖洞室迎爆侧边墙处峰值振速为判断指标,表明在地下洞室爆破施工影响下,其相邻已开挖洞室迎爆侧边墙处峰值振速随洞室净间距呈指数衰减;根据《爆破安全规程》相关规定,建议论文依托的地下洞库工程相邻洞室之间的净间距不宜小于30 m。     

浅埋隧道爆破振动空洞效应研究

浅埋隧道掘进过程中爆破震动速度存在空洞效应,导致地表振动速度存在区域性变化的特点,主要表现为已开挖隧道地表的振速具有放大现象。采用数值模拟的方法,对浅埋隧道爆破振动空洞效应进行了数值模拟研究,得出以下几个结论:(1)振速放大系数随着离爆源水平距离的增大先有一个增大过程,当增大至最大值后,振速放大系数会逐渐减小;(2)隧道埋深对振速放大系数有明显影响,随着隧道埋深的变浅,振速放大系数逐渐变大,且振速放大系数增大的幅度会逐渐变小;(3)隧道断面尺寸对振速放大系数有着较大的影响,随着断面尺寸的增大,振速放大系数不断增大。     

浅埋隧洞爆破施工引起的振动效应

为了减少隧道爆破施工产生的振动危害的影响,对临沂城30万t供水工程隧洞爆破施工产生的振动效应进行了研究。采用量纲分析法推导出考虑高程的爆破振动速度计算公式,并结合实测数据研究了爆破振动的高程放大效应;采用数值模拟的方法研究了爆破振动空洞效应。研究结果表明:垂直向存在爆破振动速度高程放大效应,需重点监测和控制;振速放大系数随着距爆源水平距离的增大呈现先增大后减小的趋势;随着浅埋隧洞埋深的不断增大,地表振速放大系数逐渐变小;对于地表振速放大系数,总体上,垂直向略大于水平向。     

浅埋隧洞爆破施工引起的振动效应

为了减少隧道爆破施工产生的振动危害的影响,对临沂城30万t供水工程隧洞爆破施工产生的振动效应进行了研究。采用量纲分析法推导出考虑高程的爆破振动速度计算公式,并结合实测数据研究了爆破振动的高程放大效应;采用数值模拟的方法研究了爆破振动空洞效应。研究结果表明:垂直向存在爆破振动速度高程放大效应,需重点监测和控制;振速放大系数随着距爆源水平距离的增大呈现先增大后减小的趋势;随着浅埋隧洞埋深的不断增大,地表振速放大系数逐渐变小;对于地表振速放大系数,总体上,垂直向略大于水平向。     

爆破振动对不同埋深采空区稳定性影响研究

采空区在爆破振动荷载作用下极易发生坍塌事故,研究爆破振动对不同埋深采空区稳定性的影响规律对确保采空区安全具有重要意义。结合工程实际,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA分别建立了10 m、15 m和20 m不同埋深的采空区爆破数值模型,模拟分析了采空区在爆破荷载作用下的动态响应规律。分析结果表明:当采空区埋深为10 m时,其顶板的水平方向振速为23.41 cm/s,大于采空区中部及底板位置的振速,主要原因是爆破地震波在采空区顶板处发生反射和折射,使其振速发生叠加放大,随着采空区埋深的增加,其顶板的水平方向振速由23.41减小至16.94 cm/s,呈现出明显的衰减作用;爆破振动作用下采空区的顶板位置出现了拉应力集中现象,导致其应力远大于采空区其他位置,且当采空区埋深为10 m时,其顶板处的有效应力达到1.1 MPa,超过了岩体的极限抗拉强度,随着采空区埋深的增加,其顶板处单元的有效应力由1.1 MPa减小至0.25 MPa,呈现出明显的下降趋势。     

100m高烟囱拆除爆破冲击振动测试与分析

在新乡电厂百米钢筋混凝土烟囱爆破拆除工程中,布置了不同方向的两条测线共9个测点,量测了爆破和烟囱倒塌触地引起的地面质点振速和主振频率。从实测数据的分析认识到:烟囱顶部落地产生的冲击力最大,线状震源正前方测点的振速比其侧向测点的振速要大;烟囱倒塌触地产生的振动是各段筒体所产生的振动的叠加,它与各分段体的质量、位置高度、材质强度等因素有关;高大建(构)筑物落地冲击地振动的频率一般比爆破引起的地振动的频率要低;铺设缓冲材料、分段爆破等措施可减小触地冲击引起的地面振动强度。此外,利用实测数据进行拟合,得出了适用于描述本工程烟囱倒塌触地冲击地振动衰减规律的经验公式。     

热电厂取水泵房混凝土拱围堰拆除爆破振动监测

四川华电珙县电厂混凝土拱围堰爆破拆除规模大,距离取水泵房建筑物较近,爆破拆除所诱发的爆破振动可能对取水泵房的安全产生不利影响.混凝土拱围堰爆破拆除采用了孔内分段、孔外接力的毫秒微差起爆网路,解决孔间、孔内的分段问题,减小爆破振动危害.在取水泵房拦污栅、闸墩、泵房基础和配电房基础等主要保护部位进行爆破振动监测,结果表明,在泵房某些部位爆破振动呈现一定的放大效应,并出现了振动叠加现象,实测得到的最大峰值质点振速为14.77cm/s,实测峰值质点振速均未超过建议的安全控制标准,取水泵房没有产生明显破坏.     

台阶爆破质点振速的高程效应研究

为了研究台阶爆破振动高程效应,采用NUBOX-6016对露天矿山爆破现场质点振动速度进行长时间监测。通过监测数据的对比分析发现,在正高差地形下,质点振速多表现为先衰减后放大的高程效应,而在负高差地形下,质点振速多表现为先放大后衰减的现象。研究结果表明:正高差边坡在爆破振动载荷作用下产生"鞭梢效应",使台阶突出部位岩体发生显著的高程放大效应;负高差边坡易使入、反射波叠加发生"坡面效应",导致振动速度局部放大。地震波的绕射对高程效应产生了重要影响,绕射叠加放大现象跟边坡形状及与爆区的相对位置有关。     

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     

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。     

爆破地震荷载作用下建筑结构的动力响应分析

建筑结构在爆破地震荷载作用下的动力响应,是爆破安全设计和建筑物防护的重要依据。以某次爆破工程实测地震波为基准输入参量,采用ANSYS/LS-DYNA构建数值分析模型,分析了4层建筑结构在不同爆破震动速度和主频下的动力响应特性。结果表明:结构的振动速度和位移均随爆破震动速度的增大而增大,结构底部的应力和应变高于上部,结构各部分振动速度随高度的增加具有不同程度的放大作用;爆破震动主频与结构固有频率越接近,结构物的振幅就越大。     

毫秒延时爆破振动叠加作用的数值模拟研究

首先进行了单孔爆破地震波数值模拟,其波形变化规律与相关研究相吻合。在此基础上进行了两孔延时间隔为0～25ms的爆破振动波形叠加作用的数值模拟,并讨论了两种不同延时间隔理论的可行性和实用性。研究表明,即使延时间隔不足1/5倍主震周期,毫秒延时爆破的振速也低于齐发爆破的振速;当延时间隔约为1/2倍主震周期时,存在部分测点振速低于单孔爆破振速的现象,但由于爆破振动周期不规则变化,其降振的可靠性不高;当延时间隔大于地震波持续时间时,可避免前后地震波主震段叠加,从而将多孔毫秒延时爆破振速降低至单孔爆破的振速。     

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。     

累积效应下初支混凝土爆破损伤规律研究

为研究初支混凝土在循环爆破荷载作用下爆破损伤的累积效应,通过引入等效距离和等效药量的概念,代替爆心距和最大段药量对萨道夫斯基经验公式拟合得到质点峰值振速的衰减公式,根据爆破损伤经典公式,推导了爆破损伤增量公式。通过分析质点峰值振速和损伤增量随爆破次数和等效距离变化的关系,得到了初支混凝土在循环爆破荷载作用下的爆破累积损伤规律。研究结果表明:累积损伤随爆破次数增加而增大,但损伤增量却逐渐减小,两者变化皆呈现出非线性关系;临近爆源的几组测点在经过循环爆破后初支混凝土的累积损伤已达到损伤界限;损伤增量随等效距离变化的关系与质点峰值振速衰减规律具有相似性,且两者具有较高线性相关性。     

累积效应下初支混凝土爆破损伤规律研究

为研究初支混凝土在循环爆破荷载作用下爆破损伤的累积效应,通过引入等效距离和等效药量的概念,代替爆心距和最大段药量对萨道夫斯基经验公式拟合得到质点峰值振速的衰减公式,根据爆破损伤经典公式,推导了爆破损伤增量公式。通过分析质点峰值振速和损伤增量随爆破次数和等效距离变化的关系,得到了初支混凝土在循环爆破荷载作用下的爆破累积损伤规律。研究结果表明:累积损伤随爆破次数增加而增大,但损伤增量却逐渐减小,两者变化皆呈现出非线性关系;临近爆源的几组测点在经过循环爆破后初支混凝土的累积损伤已达到损伤界限;损伤增量随等效距离变化的关系与质点峰值振速衰减规律具有相似性,且两者具有较高线性相关性。     

立体交叉隧道爆破振动响应分析

为了研究两隧道立体交叉时上方新建隧道爆破对下方隧道的影响,通过数值仿真分析上方隧道采用两种不同方法爆破施工对下方隧道衬砌的影响。结果表明:上方隧道采用两台阶法下台阶爆破时,下方隧道衬砌振速最大值超过了振速阈值;采用三台阶爆破时,下方隧道衬砌振速明显减小,且振速均在安全阈值之内;上方隧道爆破后,下方隧道衬砌拱顶振速和振动加速度圈从内到外衰减。爆破振动使下方隧道衬砌在拱顶处出现应力最大值。两台阶与三台阶爆破振速相比,三台阶法预留下台阶可以使振速衰减的更明显。     

延时时间对地表振动叠加效应的影响

为了得到非电雷管和电子雷管的合理延时时间进而控制地表振速,以厦门抽水蓄能电站的进场通风兼安全洞的延时爆破为背景,通过现场实测数据和理论公式分析了不同延时时间对地表振动叠加效应的影响。根据实测数据,分析了隧道掘进中毫秒延时爆破和半秒延时爆破地表振动波形的叠加效应,可知非电雷管的误差导致毫秒延时爆破中不同段的地表振动波形形成叠加;而半秒雷管虽有误差,但延时时间较大,不同段的振速波形之间相互独立。利用理论计算探讨了本工程中第1段掏槽孔和第2段掏槽孔在不同延时时间下的振动波形叠加情况,给出了叠加振速放大、叠加振速减小和无叠加产生的几种情况。依据理论和实测振速波形的叠加效应,分别提出适合本工程的毫秒延时非电雷管和电子雷管的合理延时时间,可为类似的隧道延时爆破提供借鉴。