拆除爆破数值模拟研究进展

评述了数值模拟技术在拆除爆破中应用的重要性,回顾了拆除爆破数值模拟的主要方法,论述了各种方法的优缺点。结合工程应用实例介绍了笔者及团队研发的离散元框架内的网格实体模型。分析了当前拆除爆破数值模拟技术存在的主要问题,对拆除爆破数值模拟技术的进一步发展进行了展望。     

拆除爆破研究中数值分析方法的比较与选择

概述了数值分析法的分类。介绍了平面杆系有限元法、离散元法、数值流形法和不连续变形分析等几种数值分析方法。简单地讨论了平面杆系有限元法的分析步骤以及在拆除爆破中适于解决的问题 ;同时叙述了流形分析中采用的有限覆盖技术。通过分析和比较这几种方法在拆除爆破研究中的应用 ,作者认为 ,当前应用传统的有限元法进行爆破理论研究或拆除爆破模拟存在一些困难 ;离散元法用于拆除爆破理论的研究是可行的 ;不连续变形分析法对于拆除爆破模拟研究是一种具有良好前景的数值方法     

拆除爆破研究中数值分析方法的比较与选择

概述了数值分析法的分类。介绍了平面杆系有限元法、离散元法、数值流形法和不连续变形分析等几种数值分析方法。简单地讨论了平面杆系有限元法的分析步骤以及在拆除爆破中适于解决的问题 ;同时叙述了流形分析中采用的有限覆盖技术。通过分析和比较这几种方法在拆除爆破研究中的应用 ,作者认为 ,当前应用传统的有限元法进行爆破理论研究或拆除爆破模拟存在一些困难 ;离散元法用于拆除爆破理论的研究是可行的 ;不连续变形分析法对于拆除爆破模拟研究是一种具有良好前景的数值方法     

超高钢混烟囱爆破切口角度计算及数值模拟

在超高钢筋混凝土烟囱拆除爆破中,切口角度的计算对于提高过程中的准确性和安全性具有十分重要的意义.为探究应力破坏准则和弯矩破坏准则两种不同爆破切口角度理论计算方法对钢筋混凝土烟囱的适用性,采用理论计算和数值模拟相结合的方法对切口角度理论计算方法进行优选.结果表明:通过应力破坏准则计算烟囱爆破切口角度较为准确,其对应拆除爆...     

发电厂双曲线型冷却塔的定向爆破拆除及爆破效果数值分析

针对复杂环境下92 m高待拆除双曲线型冷却塔,采用矩形爆破切口、预开定向窗、简化爆破切口和预留支撑墙的定向爆破拆除方案,达到了预期的爆破效果。运用动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA对冷却塔的爆破拆除倒塌过程进行了数值模拟,进一步验证爆破拆除方案。数值模拟结果和实际爆破效果对比分析表明,使用ANSYS/LS-DYNA模拟冷却塔的倒塌过程比较符合实际的爆破拆除过程,并可为更好地优化爆破拆除设计方案提供一定的参考。     

建筑物拆除爆破数值模拟方法的研究

通过总结文献资料,提出了基于平面杆系有限元和DDA的建筑物拆除爆破数值模拟系统,探讨了数值模型的建立方法和在建筑物拆除爆破模拟方面的应用。     

砖烟囱定向爆破拆除倾倒过程研究

烟囱爆破拆除无论是拆除高度还是拆除的难度都在日益增大。本文运用力学原理建立砖烟囱倒塌的模型,采用数学方法推导了烟囱最大弯矩区域,进而对砖烟囱倒塌过程进行数值模拟研究,并与实际倒塌过程相对比。通过模拟发现,在距离地面约1/3、1/2、2/3处有应力集中现象,这些部位容易在倾倒过程中折断,这与理论计算、实际结果相吻合。有限元软件ANSYS/LS-DYNA能较好地模拟砖烟囱爆破拆除倾倒过程,烟囱体折断的位置和砖体的力学性能密切相关,这对砖烟囱等高耸构筑物爆破拆除的理论研究和工程实践有一定的借鉴意义。     

建筑爆破倒塌过程的摄影测量分析(Ⅳ)——数据流分析与程序结构构建

从概念设计、模块设计、优化设计三个层面分析和论证了建(构)筑物爆破倒塌摄影测量分析系统的可行性和实用性,证明其是一个开放的、自我完善的、具有生命力的系统;通过该系统可对建(构)筑物爆破倒塌的运动过程、能量转化、爆堆形态和动力机理等进行全面系统分析。实践证明,该系统是获得倒塌过程中的各种物理、力学参数的最有效方法之一,是联系爆破工程中力学机理剖析、工程经验总结和科学模拟计算等其他研究方向的纽带,能够促进拆除爆破诸研究方向协调发展和总体提高。     

桥体爆破拆除塌落冲击对土体影响深度的计算方法

为确保建筑物拆除爆破时地下各类管线的安全,以漳州东立交桥整体爆破拆除工程为背景,将桥体爆破拆除时的塌落对土体的作用过程类比为强夯,基于强夯理论提出建筑物塌落冲击对土体的影响深度以及土体沉降值的计算方法。采用PLAXIS和ANSYS/LSDYNA分别对漳州市东立交桥逐跨塌落进行数值模拟,根据塑性区的范围和土体的位移大小判断影响深度。最后将数值模拟和现场实测数据与建立方法的计算结果进行对比分析,证明计算方法的可行性。研究成果可以为类似工程及相关研究提供参考。     

桥体爆破拆除塌落冲击对土体影响深度的计算方法

为确保建筑物拆除爆破时地下各类管线的安全,以漳州东立交桥整体爆破拆除工程为背景,将桥体爆破拆除时的塌落对土体的作用过程类比为强夯,基于强夯理论提出建筑物塌落冲击对土体的影响深度以及土体沉降值的计算方法。采用PLAXIS和ANSYS/LSDYNA分别对漳州市东立交桥逐跨塌落进行数值模拟,根据塑性区的范围和土体的位移大小判断影响深度。最后将数值模拟和现场实测数据与建立方法的计算结果进行对比分析,证明计算方法的可行性。研究成果可以为类似工程及相关研究提供参考。     

剪力墙结构高层住宅楼爆破拆除数值模拟研究

剪力墙结构是高层建筑的主要形式之一,此类结构整体刚度大,在实际爆破拆除中需要布置的炮孔多且爆破网路复杂,对爆破拆除提出很高要求。茅台三栋高层住宅楼均为钢筋混凝土剪力墙结构,采用单向双折叠倒塌以及多段延时起爆技术,为预测分析其倒塌效果,利用ANSYS/LS-DYNA有限元程序建立三栋楼的分离式共节点模型,对爆破拆除倒塌过程进行数值模拟。由数值模拟效果与实际爆破效果的对比分析中得出:分离式共节点模型可以准确展现结构倒塌过程中的旋转形态以及承重部位混凝土的破碎失效过程,模拟的爆堆范围与形态与实际的爆破效果也非常吻合。可见基于分离式共节点模型的数值模拟方法对于预测建筑物的爆破拆除过程及分析其效果有很好的借鉴指导意义,具有显著的工程应用价值。     

钢筋混凝土烟囱定向爆破参数与效果的DDA模拟

通过一座钢筋混凝土烟囱双向折叠拆除爆破实例的DDA模拟计算表明,在倾倒过程和爆破效果等方面,模拟计算结果与实际爆破具有很好的相似性。证明了运用DDA程序对钢筋混凝土烟囱定向爆破参数与爆破效果的关系进行数值模拟,可得到比较合理的爆破参数,从而可进行爆破效果的爆前预测,对爆破设计、施工和安全防护等具有指导意义。     

砖烟囱定向爆破拆除倾倒过程研究

烟囱爆破拆除无论是拆除高度还是拆除的难度都在日益增大。本文运用力学原理建立砖烟囱倒塌的模型,采用数学方法推导了烟囱最大弯矩区域,进而对砖烟囱倒塌过程进行数值模拟研究,并与实际倒塌过程相对比。通过模拟发现,在距离地面约1/3、1/2、2/3处有应力集中现象,这些部位容易在倾倒过程中折断,这与理论计算、实际结果相吻合。有限元软件ANSYS/LS-DYNA能较好地模拟砖烟囱爆破拆除倾倒过程,烟囱体折断的位置和砖体的力学性能密切相关,这对砖烟囱等高耸构筑物爆破拆除的理论研究和工程实践有一定的借鉴意义。     

钢筋混凝土烟囱定向爆破参数与效果的DDA模拟

通过一座钢筋混凝土烟囱双向折叠拆除爆破实例的DDA模拟计算表明,在倾倒过程和爆破效果等方面,模拟计算结果与实际爆破具有很好的相似性。证明了运用DDA程序对钢筋混凝土烟囱定向爆破参数与爆破效果的关系进行数值模拟,可得到比较合理的爆破参数,从而可进行爆破效果的爆前预测,对爆破设计、施工和安全防护等具有指导意义。     

基于AHP的深基坑支撑梁爆破拆除顺序研究

深基坑支撑梁爆破拆除施工顺序的确定属于一个多因素决策分析问题,以AHP分析方法为基础对影响深基坑支撑梁爆破拆除施工顺序的因素进行分类和构建层次结构模型,并在分析过程中结合数值计算的方法改进了判断矩阵的确定方法,使得改进后的判断矩阵更具有客观性,提高了决策的可靠性。结合武汉某深基坑支撑梁爆破拆除项目,对其进行分区,通过Abaqus及AHP分析方法进行爆破拆除模拟计算,并在实际施工中验证了结论的正确性和可实施性。     

高层建筑物单向三折叠爆破拆除数值模拟

为了研究高层建筑物爆破拆除倾倒过程及倒塌效果,以宁波一大厦单向三折叠爆破拆除为例,对其爆破拆除过程进行了数值模拟。根据大厦的实体结构,采用LS-DYNA对其建立了分离式共节点模型,对建筑物倒塌过程进行了数值模拟计算,分析了主要承重梁的内部结构变化,并与实际爆破拆除过程进行了对比。结果表明,采用分离式共节点模型可以很好地模拟高层建筑物倒塌过程,且模拟的倒塌过程与实际的倒塌过程比较吻合,可为类似工程提供参考。     

高层建筑物单向三折叠爆破拆除数值模拟

为了研究高层建筑物爆破拆除倾倒过程及倒塌效果,以宁波一大厦单向三折叠爆破拆除为例,对其爆破拆除过程进行了数值模拟。根据大厦的实体结构,采用LS-DYNA对其建立了分离式共节点模型,对建筑物倒塌过程进行了数值模拟计算,分析了主要承重梁的内部结构变化,并与实际爆破拆除过程进行了对比。结果表明,采用分离式共节点模型可以很好地模拟高层建筑物倒塌过程,且模拟的倒塌过程与实际的倒塌过程比较吻合,可为类似工程提供参考。     

19层框-剪结构楼房双向折叠爆破数值模拟

武汉市某19层框-剪结构楼房,拟采用三次双向折叠与定向倾倒相结合的爆破方案进行拆除。本文采用多体运动学数值模拟技术,对不同工况下楼房的空中运动姿态进行了分析,为最终爆破方案的确定提供参考,实际的楼体折叠运动状态与计算机模拟的结果十分接近。该高楼的成功爆破表明,数值模拟技术将为苛刻条件下高层建筑物的精细控制爆破提供有益的参考。     

基于AEM法的爆破拆除倒塌过程的数值模拟

利用应用单元法(AEM法),以含填充墙的某多层框架结构定向爆破拆除为例,进行倒塌过程的数值模拟。结果表明:在框架结构爆破切口形成后,结构由于重力作用逐渐沿横向偏转,并在横向最外侧的一排柱上形成活动铰,产生翻转倒塌,模拟结果与实际倒塌结果基本相符。在倒塌的过程中,结构爆破切口的横向很快进入大变形倒塌,同时引起横向隔墙的平面失去稳定而倒塌。落地的倒塌碎块,在纵向产生150kN左右的峰值冲击力,在横向产生30⁵0kN的峰值冲击力。基于仿真结果,可以定量设置防护措施,避免安全隐患。     

倾斜砖烟囱定向爆破拆除与数值模拟分析

某砖厂有一座60 m 高砖烟囱,使用时间较长局部发生风化,且烟囱整体倾斜5°。针对风化倾斜砖结构烟囱的实际情况,以及复杂的现场环境,通过 LS-DYNA 有限元软件对设计的三组参数进行了模拟分析。结合模拟结果与工程实践经验,采用正梯形长12 m 高2.8 m 的爆破切口、爆破切口设计在倾斜方向、倾倒方向与倾斜方向重合等参数的选择使爆破拆除方案达到了最优化。将切口设计在倾斜方向、人工修正定向窗、利用烟囱倾斜等措施,确保了烟囱按照预定方向倒塌。