基于AHP-FUZZY法的水下爆破影响区域危险性评价

水下爆破工程存在毗邻环境复杂多样、爆炸过程难以观测等问题,常导致水下爆破影响区域危险性难以预先定量评估而造成房屋或道路开裂、滑坡等工程事故。依托长江上游九龙坡—朝天门河段水下炸礁工程,采用层次分析法(AHP)和模糊数学(FUZZY)相结合的综合评价方法对水下爆破影响区域危险等级进行评价。参考已有工程实例及研究成果,以水下爆破施工中爆炸、传播和振动响应3个阶段为基础,将水下爆破影响区域危险性等级评价指标归纳为地质特征、爆破参数、传播特性和安全控制4个指标,构建了完整的评价模型。最后,将实际工程的模型应用结果与现场监测数据进行对比分析,结果显示该方法实际操作性较强,对水下爆破影响区域危险性的评价效果较好。研究成果为工程防护施工提供了重要参考。     

水下钻孔爆破冲击波下桥墩的动态响应及防护分析

利用数值模拟方法以及现场监测技术,结合砖灶子水下炸礁项目,研究了水下钻孔爆破水中冲击波对桥墩的影响以及防护,对水中冲击波作用下桥墩结构的动态响应以及气泡帷幕的削减效果进行对比分析,并结合现场监测数据,对李家沱大桥的动态响应以及安全状态做出评价。研究发现:桥墩结构对水中冲击波的动态响应在桥墩中部及桥趾部位较大,且迎爆面的响应大于背爆面,测量点的速度与加速度响应最大值均出现在水平径向,然后是垂直方向和水平切向;气泡帷幕对于水中冲击波的削减效果良好,且距离保护对象5 m时效果最佳。运用气泡帷幕防护及现场监测指导施工,使得李家沱大桥处于安全状态下。     

水下钻孔爆破水击波特性及气泡帷幕削压效果研究

水下钻孔爆破水击波对临近结构均会产生较大危害,研究水击波特性及气泡帷幕削弱水击波效果对控制有害效应具有重大意义。依托实际工程开展现场试验,研究水下钻孔爆破水击波特性及传播规律和气泡帷幕削压效果。研究结果表明:微差爆破各段别引起的水击波波形存在一定的叠加效应,水击波峰值压力不一定由单段最大药量引起;根据测点爆心距R、峰值压力及相应装药量Q_p进行水击波峰值压力进行拟合,能够得到较好的拟合效果。在稳定而连续的气泡帷幕作用下,水击波脉冲效应削减明显,大幅降低了水击波峰值压力,降低率达到90%以上。     

基于自适应VMD-MPE算法的矿山爆破地震波信号降噪方法研究

实测矿山爆破地震波信号含有大量高频噪声,一定程度上掩盖了真实信号特征,不利于爆破有害效应分析。为了有效降低实测信号的噪声成分,提出了基于自适应VMD-MPE算法的矿山爆破地震波信号降噪方法。将原信号进行变分模态分解(intrinsic mode function, VMD)获得本征模态函数(variational mode decomposition, IMF),利用能量差参数ξ自适应确定模态数K,对IMF分量进行多尺度排列熵(multi-scale permutation entropy, MPE)的随机性检测,准确区分出真实IMF和噪声IMF,去除原信号中的噪声IMF以达到降噪目的。对3组实测矿山爆破地震波信号进行降噪处理,结果表明该模型能够较好地去除高频噪声,保留了信号真实成分;其降噪效果均优于EEMD-MPE、CEEMDAN-MPE算法,验证了自适应VMD-MPE降噪方法的有效性。     

干湿循环作用下膨胀岩崩解的粒度熵特征

膨胀岩遇水崩解是引发工程灾害的重要原因,其在干湿循环作用下的崩解情况将更加明显。采用湖南株洲的膨胀岩样进行室内崩解试验,并基于粒度熵概念,对其在不同干燥温度、外界扰动、不同初始单块质量情况下的标准基础熵进行研究。结果表明:静态崩解方式下,相对于105、30℃而言,60℃干燥温度下的标准基础熵最小;而扰动崩解方式下,膨胀岩崩解的标准基础熵几乎不受干燥温度的影响。在干燥温度、初始单块质量等因素不变的情况下,外界扰动对膨胀岩崩解的标准基础熵存在显著影响。初始单块质量对膨胀岩崩解的标准基础熵存在一定的影响,初始单块质量越大,标准基础熵越小。试验研究表明,标准基础熵是评价岩石崩解性的一种重要指标。     

基于灰色关联法的膨胀岩崩解性影响因素分析

膨胀岩的崩解是众多工程灾害的主要诱因,这种崩解现象的影响因素是多样的。而灰色关联分析法是用于衡量各影响因素之间联系程度的数据分析方法,其本质是以数据处理的方式求出不同影响因素间发展趋势的相异或相似程度。采用一种分形维数的计算方法求得膨胀岩崩解的分形特征,并基于灰色关联分析法,探究在不同干燥温度、初始单块质量、干湿循环次数为影响因素的情况下,对膨胀岩崩解机理的影响程度。经过灰色关联分析,得到各影响因素对膨胀岩崩解分形维数的关联度排序为初始单块质量<干燥温度<干湿循环次数。结果表明,在处理膨胀岩的过程中,干燥温度、初始单块质量、干湿循环次数等都对膨胀岩崩解产生很大影响,其中干湿循环次数的影响最大。     

下穿高速公路输水隧洞爆破振动响应分析

输水隧洞下穿高速公路爆破施工将导致路面振动,对路面结构稳定性产生不利影响,掌握爆破引起路面振动响应规律至关重要.因此,为研究隧洞爆破作用下高速公路路面振动响应特征,依托平潭及闽江口输水工程,以输水隧洞下穿既有G15高速公路为研究对象,采用现场振动监测和数值模拟方法,研究了隧洞爆破开挖引起上覆高速公路路面振动响应特征及衰减规律.研究结果表明:由于隧洞掏槽眼爆破药量最大,同时缺少临空面导致过大夹制作用,MS1段爆破引起的高速路面质点峰值振速最大;爆破引起的高速公路路面测点垂直方向峰值振速最大,可能导致路面动力沉降;隧洞已开挖部分的自由面,有效地削弱了爆破地震波效应,加快了爆破振动衰减.     

紧邻桥梁水下钻孔爆破地震波与水击波控制技术

炸药水下爆炸在岩层中形成地震波,在水域中形成水击波,二者协同作用造成紧邻爆区桥梁结构振动与损伤。为了有效控制爆破有害效应,提出了爆源、传播过程的控制技术和爆破安全判据,并将其应用于长江上游九龙坡至朝天门段建设工程。通过爆破控制技术的有效实施和现场监测结构分析,表明该方法大幅降低了爆破地震波与水击波强度,保护了紧邻桥墩的结构安全。