二氧化碳相变致裂技术研究进展与展望

二氧化碳相变致裂作为一种环境友好的绿色破岩技术,具有破岩效率高、振动小、无污染等优点,近年来已成为岩石破碎与开挖领域的热门研究课题,相关研究发展迅速。大量学者运用理论分析、实验研究和数值模拟等手段对二氧化碳相变致裂技术进行了广泛探究,并取得了一些有益进展。通过对现有相关研究成果的调研分析,阐述了二氧化碳相变致裂技术的破岩机理,回顾了二氧化碳相变致裂荷载特征及其测试手段,归纳了致裂荷载表征方法,概括了致裂荷载与致裂效果的主要影响因素,分析了二氧化碳相变致裂的有害效应,总结了二氧化碳相变致裂技术在多领域的应用,并探讨了二氧化碳相变致裂当前存在的问题与未来挑战,以期为二氧化碳相变致裂技术的理论研究和工程应用推广提供参考。      

九层框架结构拆除爆破切口方式数值模拟对比分析

针对武汉市中自小区楼房爆破中的一栋九层框架结构进行爆破拆除数值模拟分析,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行建模,运用整体式建模对九层框架小高宽比结构采用三角形切口和梯形切口2种切口模式进行对比,3个爆区通过瞬间删除单元模拟爆破拆除柱子,得到框架拆除爆破的爆堆高度、前冲距离、后坐距离。对比分析2种切口形式爆破,小高宽比结构使用梯形切口能够得到更好的模拟结果。数值模拟分析结果与实际工程相吻合,可为类似拆除爆破提供数值模拟参考。     

深凹露天矿山岩质高陡边坡稳定性预测

结合大冶铁矿东露天高陡边坡,运用线性和非线性方法研究了岩质高陡边坡的稳定性预测模型。首先采用岩质边坡稳定性分析复合指标对边坡岩体质量进行分级;在此基础上,分别运用多元线性回归和BP神经网络方法研究边坡稳定性预测模型,并将其结果与极限平衡分析方法进行对比。结果表明,边坡稳定性与其影响因素之间存在着复杂的非线性关系,应用BP神经网络方法预测露天矿山高陡岩质边坡稳定性是有效的、可行的。     

露天深孔台阶精细爆破技术研究进展

21世纪以来,随着凿岩设备和爆破器材等新技术的进步与发展,露天爆破开采规模不断扩大,露天深孔台阶爆破技术进入了精细化的新阶段。近年来,露天深孔台阶爆破技术取得了较大的技术突破,创造了显著的社会效益和经济效益。基于精细爆破理念,总结叙述了露天深孔台阶爆破领域内智能爆破设计、露天凿岩设备、数码电子雷管、现场混装炸药、装药结构和起爆网路6个方面的研究进展。研究表明：①研发的智能爆破设计系统的种类较多,需结合生产实践加大推广力度,更好地辅助爆破工程设计;②我国露天凿岩设备的研发、制造能力相对发达国家还有很大的发展空间,需进一步提升凿岩设备自动化、智能化水平;③数码电子雷管和现场混装炸药提升了爆破器材的本质安全性,且有利于改善破岩效果和降低爆破振动;④装药结构和起爆网路是露天深孔台阶精细爆破技术的重要体现,但相关基础理论尚不完善,需加强多学科交叉融合,最终实现炸药能量的精确释放并提升能量利用率。在上述分析的基础上,总结了露天深孔台阶爆破技术的发展现状及存在的主要问题,并探讨了该技术的研究发展方向。     

塌落振动作用下建筑结构动力响应研究及评估

以某工程为研究对象,开展了一系列塌落振动现场监测,进行了塌落振动对周围建筑结构动力影响研究及评估。首先,通过对实时监测的周边测点数据进行分析,研究塌落振动的传播规律;其次,将测点的加速度作为动力荷载加载到有限元模型,讨论框架结构在不同距离振动波作用下的动力响应及其对楼层的影响规律,并将水平和竖向加速度进行倍频程谱分析,获得1/3倍频程;最后,以振动加速度级为基准,进行结构的振动分析及评估。结果表明,塌落振动作用下周边建筑结构动力强度随振动波的距离增大而减小,随着层数的增加,响应呈放大趋势,且竖向振动均大于水平向振动。     

高压旋喷加劲水泥土桩锚技术在深基坑工程中的应用

高压旋喷加劲水泥土桩锚是一种新型的岩士支护与加固结构。论文首先简要总结了传统深基坑支护结构的优缺点．在对比分析基础上,说明了高压旋喷加劲水泥土桩锚技术的先进性;然后闸明了高压旋喷加劲水泥土桩锚技术的工艺原理．明确其施工工艺流程与操作要点,提出关键工序质量控制标准与要点;最后结合武汉市水果湖隧道工程实例,综合分析了应用高压旋喷加劲水泥土桩锚新技术所产生的经济效益和社会效益。综合分析结果表明,高压旋喷加劲水泥上桩锚技术具有结构简单、安全可靠、方便施工、节约造价和缩短工期等优点。     

城市高架桥拆除爆破振动信号的非线性特征分析

为研究高架桥拆除爆破振动响应动力学机制,分析爆破振动、塌落振动时间序列的动力学因素,将拆除爆破振动响应时间序列进行相空间重构,通过吸引子、Lyapunov指数、关联维数、Kolmogoro熵等核心参量计算,分析高架桥拆除爆破振动响应信号混沌特征。经过计算,爆破振动及桥体塌落冲击作用下振动响应信号相空间重构后具有奇怪吸引子,且Lyapunov指数、Kolmogoro熵均大于0。研究表明:高架桥拆除爆破振动信号具有典型的混沌特征,为混沌非线性理论引入爆破振动危害效应分析领域奠定了理论基础。     

三维重建技术在拆除爆破中的应用

随着工程爆破行业迈向精细爆破时代,工程技术融合发展极大地推动了爆破技术的数字化、标准化、可视化。影像获取方式的多元化发展,推动了爆破技术的进步。以武汉市原新能酒店爆破拆除工程为案例,采用无人机等载体搭载相关测量设备,对爆破区域进行影像数据扫描,获取区间的影像数据,并通过三维重建软件进行后处理,快速获取爆破区域内的三维影像信息。实践证明:三维重建技术能够在爆破前为爆破工程的设计、施工和安全防护等方案确定提供必要的信息支撑;在爆破后,数字化重现爆破效果,实现对爆堆各项参数的定量分析,从而多角度、全方位地评估爆破质量。采集的影像数据经过适当处理后还可作为档案长期保存,为后续相关爆破工程提供有效参考。     

冷却塔爆破拆除失稳机制与变形破坏特征研究

冷却塔为高耸薄壁结构,爆破拆除失稳机制复杂。依托H 70 m钢筋混凝土冷却塔爆破拆工程,通过多点无线高清摄像观测、支撑区动应变监测等手段,研究了冷却塔爆破拆除失稳过程中塔体的变形破坏特征和支撑区人字柱的应力演变机制。研究结果表明:切口区人字柱爆破时,首先产生向上的脉冲荷载,脉冲荷载沿塔壁传向支撑区人字柱,使其首先承受动态拉伸荷载;随后,支撑区人字柱首先整体向下压缩,然后发生回弹震荡;重力矩重新分配后,靠近切口区的人字柱承受应变率为10~(-3)/s~10~(-2)/s量级的动态附加压应力,人字柱与圈梁连接点产生压剪破坏;随着人字柱破坏范围的扩大,塔体转动轴逐渐后移,支撑区后部人字柱最终在圈梁节点处发生弯折破坏。     

17层框-剪结构大楼定向爆破拆除

根据17层框-剪结构大楼的结构特点,采取将大楼分为A、B两部分延时1.2 s起爆,"向北定向倒塌"的总体爆破方案。依据现场试爆效果,炸药单耗定为1.8 kg/m3,选用孔内3400 ms、孔外400 ms高精度导爆管雷管接力传爆。结合现场踏勘情况和影像资料全面分析了大楼A区和B区的倒塌效果。结果表明:采用"分区分段"爆破拆除框剪结构大楼时,需要综合考虑各区之间的相互关系,以及剪力墙结构对倒塌效果的影响;为改善倒塌效果,应适当加强对剪力墙的预处理。此外,运用LS-DYNA动力学有限元软件,验证了爆破总体方案中切口高度和延期时间的合理性,计算得到大楼的爆破倒塌过程和堆积形态,与实际效果比较吻合。采用覆盖防护、近体防护、保护性防护措施和综合降尘手段,大大降低了个别飞散物和粉尘对周边建(构)筑物及周围居民的影响。