基于爆破振速的隧道围岩力学参数反演

采用FIAC3D为正演工具对山岭隧道爆破开挖产生的边墙振速进行数值模拟,结合正交设计和均匀设计试验得到训练样本和测试样本,建立反映围岩参数与振速非线性关系的BP神经网络模型,并基于隧道现场实测爆破振速反演得到围岩的弹性模量和泊松比等参数。结合反演得到的围岩力学参数,建立隧道地质计算模型,对爆破振动条件下围岩的稳定性分析进行数值计算,结果表明,采用数值方法计算得到的爆破振速理论值与现场实测结果吻合较好,说明基于爆破振速的围岩参数反演方法是合理可行的。     

基于LS-DYNA条形药包单点起爆振速峰值分析

目前针对条形药包爆炸效果影响的研究主要集中在爆轰压力方向,对爆破振速峰值的研究较少。基于LS-DYNA分析了条形药包单点起爆时,不同起爆点位置对炸药正上方质点振速峰值的影响。通过模拟分析得出,单点起爆下炸药正上方质点的振速峰值由大至小分别为:中心起爆、正向起爆、反向起爆。其中,中心起爆相对于正向起爆振速峰值提高了21%,相对于反向起爆振速峰值提高了64%。     

白鹤滩坝址柱状节理玄武岩爆破损伤质点峰值振速安全阈值研究

白鹤滩水电站坝址处柱状节理玄武岩分布广泛,节理裂隙发育,爆破损伤控制是白鹤滩坝基开挖中的技术难题之一。结合白鹤滩水电站坝基保护层开挖,开展水平预裂爆破、水平光面爆破和竖直孔复合消能爆破条件下的现场爆破试验,基于不同爆破方式下爆前爆后岩体声波速度的对比检测数据以及坝基岩体钻孔内预埋速度传感器的振动测试结果,建立坝基岩体损伤程度与质点峰值振速的对应关系,提出与声波速度降低率相关的质点峰值振速安全阈值。现场试验结果表明:质点峰值振速安全阈值是岩体的固有性质,不受爆破方式和爆破参数的影响;在声波速度降低率为5%,10%和15%的条件下,对应的柱状节理玄武岩爆破损伤质点峰值振速安全阈值可大致确定为50,65和90 cm/s。     

BP神经网络模型在深基坑爆破振速上的应用研究

在城市深基坑爆破开挖工作中,常用萨道夫斯基经验公式对爆破振速进行预测分析,但由于萨道夫斯基经验公式本身的局限性,其预测效果较差,提出利用Matlab建立BP神经网络预测模型预测深基坑爆破振速,并将其与萨道夫斯基经验公式预测的数值进行对比分析,实验证明:BP神经网络模型相对于萨道夫斯基经验公式,在预测分析上的精度及可靠性...     

隧道洞中爆破振动对地表影响的数值分析

随着山区高速公路隧道的建设的发展,新建隧道洞中爆破施工引起地表振动已经日益成为急需解决的工程问题。针对隧道洞中爆破振动对地表影响的安全问题,结合花溪至安顺高速第五合同段跳花坡隧道爆破的工程概况,采用Midas/GTS有限元分析软件,建立了隧道洞中爆破振动对地表影响模型。基于此模型各振速的计算结果,分析了此模型不同时段各振速的变化规律,拟合出了地表各测点峰值总振速的预测公式。研究结果表明,随着爆破荷载作用时刻的增加,模型的总振速、水平振速、轴向振速和竖向振速都先增大后衰减。同时,多峰高斯函数可以用来拟合地表测点振速与高程差和爆心距离比值的公式。     

顺层岩质边坡的爆破振动控制标准试验研究

以某顺层岩质路堑开挖爆破为背景，进行了6次层裂爆破试验。测量边坡不同位置处的质点振速并对爆破前后的岩体进行声波探测，然后对振速测量结果和声波速度测量结果进行耦合分析，研究表明：边坡岩体发生爆破层裂后，波速显著降低，岩体的波速降低率随着质点振速增大而增大：质点振速越大，岩体层裂程度越严重，当质点振速小于临界值，岩体不发生层裂：爆破试验所得出的临界振速25．3cm／s可以作为该顺层岩质边坡爆破开挖时的振动控制标准。     

基于多源数据的某地铁车站爆破振速风险评价

爆破振速是衡量爆破安全性的重要指标之一。以某地铁车站爆破为例,基于模糊数学构建了多源数据粗糙集指标体系,建立了爆破振速风险评价模型,提出了基于信息熵和属性重要度求取权重的新方法。求得归一化权重矩阵和隶属度矩阵,进而得出评价矩阵,最后确定了爆破振速风险评价等级。文中的研究成果对类似工程优化爆破具有重要参考价值。     

爆破振速自动化监测在地铁保护区的应用

随着国内自动化监测探索的不断发展,研究基坑爆破开挖所产生的爆破振速对周边环境及构(建)筑物造成的影响,也可采用自动化振速采集的方式。本文结合青岛地铁某线某区间隧道保护区自动化监测工程,阐述爆破振速自动化监测在地铁保护区的应用。在基坑项目影响范围内的地铁隧道内,按断面布置监测点,测试现场采用Wi Fi无线通信技术实现数据的无线传输,基于TCP/IP网络和云计算技术,配套相应的网络设备和专用监测软件等,搭建整个爆破振动在线监测平台,由自动监测控制中心数据处理分析,实现测点状态、数据的实时在线发布、管理及超限报警功能,为前期试爆阶段调整爆破参数提供依据,为后期爆破对临近的地铁隧道的振动影响,提供了分析依据。     

小净距新建隧道爆破对运营隧道的影响与控制

大帽山小净距新建四车道隧道扩建施工对邻近运营隧道的安全构成威胁。考虑运营隧道的初期支护作用,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立新建隧道爆破效应在邻近运营隧道传播的数值计算模型,分析新建隧道爆破施工对邻近运营隧道的影响规律与药量控制标准。分析表明:小净距新建隧道爆破施工主要对邻近运营隧道迎爆面衬砌的侧墙顶部、中部及墙脚有重要影响,运营隧道的破坏首先是由迎爆面侧墙中部质点振速超过安全允许振速值造成;振速数值模拟结果与实测数据拟合公式计算结果基本一致。通过不同装药量爆破结果的分析,提出了新建隧道爆破的控制药量值。可为隧道扩建及小净距隧道施工提供参考。     

二衬厚度对隧道爆破振速及冲击应力的影响

以福建南平狮子山隧道为依托,通过MIDAS/GTS有限元程序对不同二衬厚度情况下后行隧道爆破时先行隧道二衬的振速及衬砌应力进行了数值模拟。结果表明,迎爆侧拱腰处其X方向,即水平并垂直隧道轴线方向振速最大;随着二衬厚度的增加,最大振速在一定程度上逐渐减小,二衬X方向上的最大应力却基本不变。     

Modified scaled distance regression analysis approach for prediction of blast-induced ground vibration in multi-hole blasting

The blast-induced ground vibration prediction using scaled distance regression analysis is one of the most popular methods employed by engineers for many decades. It uses the maximum charge per delay and distance of monitoring as the major factors for predicting the peak particle velocity (PPV). It is established that the PPV is caused by the maximum charge per delay which varies with the distance of monitoring and site geology. While conducting a production blasting, the waves induced by blasting of different holes interfere destructively with each other, which may result in higher PPV than the predicted value with scaled distance regression analysis. This phenomenon of interference/superimposition of waves is not considered while using scaled distance regression analysis. In this paper, an attempt has been made to compare the predicted values of blast-induced ground vibration using multi-hole trial blasting with single-hole blasting in an opencast coal mine under the same geological condition. Further, the modified prediction equation for the multi-hole trial blasting was obtained using single-hole regression analysis. The error between predicted and actual values of multi-hole blast-induced ground vibration was found to be reduced by 8.5%.     

邻近爆破对坝基灌浆帷幕的影响机理研究

坝基邻近爆破开挖诱发的爆破振动对灌浆帷幕具有不利的影响，目前普遍采用质点峰值振动速度这一经验判据对爆破振动进行控制，而理论研究尚开展得不多。设法运用应力波理论来研究爆炸应力波与灌浆帷幕的相互作用过程，通过灌浆帷幕与岩石界面间结合强度的破坏分析，从理论上探讨灌浆帷幕处的安全质点峰值振动速度。     

宁德核电站核岛基坑爆破开挖安全控制研究

 基坑在进行爆破开挖时,爆孔周围岩体必然会因爆炸作用而造成破坏,因此加强爆破开挖安全控制对于保障工程质量至关重要。以福建宁德核电站核岛基坑爆破开挖为依托,根据场地地质勘测资料,通过现场爆破振动试验获得场地爆破振动衰减规律,通过声波测试以及数值模型试验获得爆区损伤深度与距爆源30 m处质点峰值振动速度之间的函数关系,结合工程施工对基础爆破开挖损伤的要求确定30 m处爆破振动速度阈值,并通过后期全程监测验证控制参数的有效性。     

露天采矿爆破振动对砌体结构破坏效应预测的Fisher判别模型及应用

 应用Fisher判别分析理论并结合工程实际特点,从爆破振动特征参量和砌体结构自身特性这2个方面出发,选取峰值质点振动速度(PPV)、爆破振动主频率、主频率持续时间、灰缝强度、圈梁构造柱、房屋高度、屋盖形式和砖墙面积率8个影响因素作为判别因子,建立爆破振动对砌体结构破坏效应预测的Fisher判别分析模型。将该方法应用到湖北一露天采场爆破振动对砌体结构破坏效应预测问题中,利用现场实测的108组数据进行训练和检验,回判估计的误判率为0.083,通过求解判别函数,认为峰值质点振动速度为最重要的判别指标,其后依次为圈梁构造柱、屋盖形式、砖墙面积率、房屋高度、爆破振动主频率、主频率持续时间和灰缝强度,可以为同类工程在选取爆破振动对砌体结构破坏效应的判别指标方面提供参考。利用其他12组现场数据作为预测样本进行测试,预测结果与实际情况吻合较好。研究表明,该方法回判估计的误判率低,判别性能良好,是爆破振动对砌体结构破坏效应预测的一种有效新方法,可以在实际工程中进行推广应用。     

临近岩石边坡开挖轮廓面的爆破设计方法

基于岩石爆破损伤影响范围控制的质点峰值振动速度判据。就临近岩石边坡开挖轮廓面的爆破开挖设计方法进行了探讨。修正了在国际上被广泛引用的计算质点峰值振动速度的Holmberg-Persson方法中隐含的数学错误。提出一种更具理论基础且又切实可用的确定岩石爆破中爆源近区的质点峰值振动速度衰减规律的新方法。最后结合三峡工程通航建筑物岩石边坡开挖中的工程实例对建议方法的具体应用作了介绍。并就三峡工程实际采用的爆破设计参数的合理性进行了评价。     

悬索桥锚碇隧道爆破开挖的围岩累积振动效应研究

 结合矮寨悬索桥锚碇隧道的爆破施工,通过围岩的声波测试得到围岩损伤度和松动圈范围在不同等级的爆破冲击荷载作用下的发育规律,探讨围岩累积损伤程度和振动速度之间的对应关系,以及引起岩体损伤度累计效应的阈值,较为完整地描述了爆破冲击荷载作用下围岩损伤度和松动圈的发展过程。在此基础上得出合理的爆破振动速度的控制指标。结果表明：锚碇隧道的爆破施工不但要控制单次爆破对围岩的扰动,更重要的是,应考虑围岩在频繁的近距离爆破作用下产生的累计振动效应并加以控制。爆破振动速度控制在3～6 cm/s时,最大围岩松动圈厚度约为2.3 m,围岩平均损伤度约为0.15。当测点处围岩的振动速度小于2 cm/s时,围岩的损伤度积累不明显,可视为爆破振动累积损伤阈值。     

不同距离条件下爆破引起的质点振动频幅分析

论文基于隧道开挖施工爆破震动安全监测,通过质点振动速度峰值及其主振频率分析,论述了不同距离条件下爆破引起的质点振动频幅特性,较为详尽地解释与探讨了爆破震动测试结果,并在分析质点振动速度峰值与距离及环境条件关系的基础上,得出较远距离条件下(220 m～325 m)的质点振动速度峰值的主振频率集中在以35Hz为中心的25～45Hz范围值的结论,同时指出近爆破点区域的爆破地震波衰减速度明显大于较远区域,以及介质特性与距离是加速爆破地震波衰减的主要因素,分析结果也再次证实质点振动速度峰值及其主振频率与爆破规模和环境条件密切相关.     

基于输入能量的爆破震动安全评价方法研究

结构的受震破坏不仅与震动强度有关,而且与震动频率、震动持续时间等因素有关,独立阈值理论的安全评价指标可能会与实际震害情况不符,从能量角度建立爆破震动安全评价指标具有重要意义。提出基于HHT的瞬时能量分析法,首先采用经验模态分解提取爆破震动信号的固有模态函数分量IMF,再对IMF作Hilbert变换计算信号的总输入能量TIE,以TIE作为爆破震动安全评价指标。TIE值在反映现有规程的峰值震动速度指标总体规律的基础上,能够对主频、持续时间因素进行更明确、简洁的定量化描述,具有一定的特色和优势。结合杭州市钱塘江引水工程浅埋段的爆破震动实测资料,验证本文方法的可行性,根据实例计算和爆破震害调查,初步认为当TIE≥1时,爆破震动将对砖混结构造成危害。