爆破振动作用下地下洞室临界振速的研究

利用波函数展开法,分析了爆破地震波与邻近圆形洞室的相互作用,推导了爆破地震波作用下圆形地下洞室围岩的应力和位移表达式,求出了爆破地震波频率不同和围岩性质不同时围岩周围的应力和振速分布.结合应力和振速分布及围岩的抗拉强度,得到了不同工况下围岩的临界破坏振速.     

爆破开挖作用下HD工程地下洞室围岩动力响应特性研究

地下洞室爆破开挖有可能会对开挖洞室本身和邻近洞室产生不利影响,故有必要研究爆破作用下地下洞室围岩动力响应特性,以便于对地下洞室的开挖进行安全评价。结合HD工程地下洞室爆破开挖实例,对实测爆破振动数据进行分析,从中选取合适的数据对爆破荷载进行反演,并采用FLAC 3D数值计算软件对爆破开挖作用下地下洞室围岩动力响应进行模拟和研究。结果表明:爆破作用会对爆源近区有限范围内、有限时间段内的围岩应力及位移分布造成一定的影响,对爆源远区及邻近洞室的应力及位移分布总体规律影响并不显著;随着爆源距的增加,岩体振速峰值衰减明显,而当爆源距较大时,振速峰值衰减趋势相对平稳;相邻洞室岩体振速相对较小。     

地下水封洞库爆破振动监测及分析

通过对地下水封洞库进行爆破振动监测,详细介绍了监测工作中的仪器、布点、数据获取等基本内容。从现场实验获取的数据发现,监测到的振动速度最大值与其各分量的最大值不是出现在同一时刻。研究中以爆破振动速度全量为控制速度,避免了以往使用振速竖直分量作为控制速度的缺陷。运用回归分析手段得到了爆破振动衰减的基本规律,结合爆破振动波形图等分析了爆破振动对洞库围岩的影响;结合分析成果,及时对洞库后续爆破施工进行优化调整,减少围岩损伤,保证施工安全和施工质量。     

地下洞室爆破振动控制研究

通过对某水电站地下洞室爆破振动进行观测、分析和处理,得到了爆破地震波传播衰减经验公式.根据该水电站地下洞室的特点,提出了爆破振动破坏标准,得到了地下洞室新浇混凝土支护区爆破安全控制参量.分析了爆破地震的特点,结合该水电站地下洞室的爆破实际,提出了相应的爆破降震措施.从工程实施的实际效果看,研究成果与结论获得了较好的应用效果,保证了该工程爆破施工的顺利完成.     

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.     

爆破震动作用下地下洞室支护结构的动态响应分析

大跨度地下洞室顶拱锚喷支护结构在爆破震动作用下的稳定问题是决定地下厂房安全施工与运行的关键因素,运用动力有限元数值模拟,研究了该类型支护结构在爆破震动作用下的动态响应特点,得出了结构中峰值振速和峰值应力的分布规律.     

大型洞室群开挖爆破技术

综合介绍了水利水电地下工程洞室群开挖爆破技术取得的成就和发展水平 ,阐述了地下厂房洞室群的开挖方法和施工程序。厂房洞室采用分层开挖方式 ,与厂房洞室相邻的洞室 ,采用浅孔爆破。对于斜井 ,其施工方法是先挖导井 ,再自上而下扩挖 ,导井多采用爬罐法开挖。文中还介绍了光面爆破、预裂爆破在厂房洞室、吊车梁岩台、竖井以及交叉洞室开挖中的应用     

地下双洞室在SV波入射下动力响应问题解析解

采用波函数展开法给出了地下双洞室在平面SV波入射下动力响应二维问题的一个解析解，数值结果表明：当两个洞室之间距离较近时，洞室之间的相互作用对地下双洞室的动应力集中具有显著的放大作用，两个洞室情况动应力集中系数可能达到单个洞室的5．2倍以上，动应力集中系数的峰值位于两个洞室相对的区域内。     

爆破地震波作用下圆形洞室围岩振动速度分布规律

为了探究岩石开挖爆破地震波作用下邻近圆形洞室的动力响应规律,采用FLAC3D数值模拟软件研究爆破地震波作用下不同埋深圆形隧道洞壁和地表振动速度的缩放规律,以及对不同频率平面简谐P波入射时,隧道洞壁及地表振动速度的分布规律进行研究,并通过理论计算结果的对比分析,检验了数值模拟的可靠性。研究结果表明:隧道埋深会引起隧道洞壁及地表振动速度产生缩放效应:隧道埋深较浅时,隧道洞壁上半部分缩放效应大于下半部分,振动速度放大系数随埋深增加而减小;埋深较深时时,隧道洞壁各位置质点振动速度放大效应随埋深的增加呈现递增规律;地表振动速度放大系数峰值随隧道埋深的增加向背爆侧偏移;迎爆侧洞壁振动速度随入射波频率增加呈增大趋势;地表振动速度放大系数峰值随入射波频率增加向爆源方向偏移。     

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。     

空爆载荷作用下螺栓法兰管道的动态响应研究

螺栓法兰连接结构具有强度高、构造简单和操作便捷等优点,被广泛应用于土木工程、机械工程、核工业和国防装备等工业领域.基于ANSYS/LS-DYNA软件建立有限元模型,研究了空爆载荷作用下(爆距为100～250 cm,TNT炸药当量为1000～16000 g)螺栓法兰管道的动力学性能.研究表明:炸药当量越大,爆距越小,螺栓...     

爆炸冲击下水底隧道的动态响应及毁伤模式研究

考虑炸药起爆、冲击波传播、冲击波与结构的相互作用以及结构的动态响应等复杂过程,基于Lagrange-Euler耦合算法,建立了水底隧道水下爆炸的全耦合数值仿真模型。通过与爆炸试验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性;研究了水下爆炸冲击荷载作用下的水底隧道的毁伤破坏过程、空间分布规律及破坏模式。结果表明:水底隧道的破坏模式不仅与隧道自身的动力特性有关,还取决于起爆距离及炸药当量等;隧道的破坏模式为局部冲切或剥落破坏、弯曲破坏伴随着局部剥落破坏以及整体弯曲破坏。     

爆炸冲击下水底隧道的动态响应及毁伤模式研究

考虑炸药起爆、冲击波传播、冲击波与结构的相互作用以及结构的动态响应等复杂过程,基于Lagrange-Euler耦合算法,建立了水底隧道水下爆炸的全耦合数值仿真模型。通过与爆炸试验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性;研究了水下爆炸冲击荷载作用下的水底隧道的毁伤破坏过程、空间分布规律及破坏模式。结果表明:水底隧道的破坏模式不仅与隧道自身的动力特性有关,还取决于起爆距离及炸药当量等;隧道的破坏模式为局部冲切或剥落破坏、弯曲破坏伴随着局部剥落破坏以及整体弯曲破坏。     

爆炸载荷作用下单向加筋方板的大挠度塑性动力响应分析

从分别列出加筋板面板以及加强筋的运动方程出发,详细分析了爆炸载荷作用下单向加筋固支方板的大挠度塑性动力响应.分析表明:取决于加强筋的相对刚度以及载荷峰值的大小,加筋板的运动将呈现三种不同的模式.限于讨论加筋板的总体变形模式.首先讨论了同时计及弯矩和面力(轴力)作用的解析解,在此基础上进一步讨论了忽略弯矩影响的薄膜解以及能量解.理论结果与已有的试验结果在多数情况下符合良好,表明提出的简化理论分析方法能对爆炸载荷下单向加筋固支方板的永久变形做出较为合理的预报.     

隧道近区爆破振动动应变测试及其应用

隧道爆破振动动应变测试可以直接反映岩体或支护结构的应力状况,明确爆破冲击对隧道围岩及支护结构的扰动情况,对隧道近区爆破有重要意义。以京张高铁八达岭长城站项目为依托,通过对测试系统的减振保护和连接加固来改进现场爆破动应变测试环境,较准确地测出现场隧道初期支护的爆破振动动应变,给出隧道爆破动应变在隧道迎爆侧及背爆侧、隧道环向及纵向的分布规律。结合爆破振速监测,研究爆破动应变与振速的相关性,提出一种在建隧道结构允许振动速度标准的确定方法,该方法基于现场实测得到爆破动应变与振速的相关性及隧道结构允许动应变来计算确定。研究表明:隧道初期支护现场爆破振动动应变测试是可行和可靠的;隧道初期支护迎爆侧的动应变比背爆侧大,沿隧道环向的动应变比沿隧道纵向大,隧道交叉口区域的纵向动应变显著增大;爆破振动速度与动应变存在较好的正线性相关性,即动应变越大,振动速度越高;该方法能确定在建隧道结构的允许振动速度,并为在建隧道的爆破振动保护提供参考。     

Nonlinear dynamic response and vibration of imperfect shear deformable functionally graded plates subjected to blast and thermal loads

Based on Reddy's higher-order shear deformation plate theory, this article presents an analysis of the nonlinear dynamic response and vibration of imperfect functionally graded material (FGM) thick plates subjected to blast and thermal loads resting on elastic foundations. The material properties are assumed to be temperature-dependent and graded in the thickness direction according to a simple power-law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. Numerical results for the dynamic response and vibration of the FGM plates with two cases of boundary conditions are obtained by the Galerkin method and fourth-order Runge–Kutta method. The results show the effects of geometrical parameters, material properties, imperfections, temperature increment, elastic foundations, and boundary conditions on the nonlinear dynamic response and vibration of FGM plates.