高层建筑在爆破地震波作用下振动传播规律

为了解决爆破地震波对高层建筑影响的问题,基于爆破地震波的特征及相关因素,以贵阳市观山湖区某一道路爆破工程为例,通过爆破振动现场测试,分析了爆破地震波作用下高层建筑结构振动传播规律。结果表明:爆破地震波作用下测点的垂向振动速度恒大于切向和径向振动速度;随着距爆源高差的增加,爆破振动速度逐渐增大;随着距爆源水平距离的增加,爆破振动速度逐渐减小。通过拟合分析,得出衰减系数α随着高差的降低也逐渐减小;高程影响系数在测点和爆源最大高差时最大。     

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.     

爆破振动作用下大型地下洞室群围岩动力响应及合理间距分析

大型地下水封石油洞库由多个地下洞室构成,洞室通常不设衬砌结构,在洞库设计时,洞室之间的间距是需要重点考虑的一个因素.依托某地下水封石油洞库工程,采用现场监测与数值模拟相结合的方法,分析了爆破振动作用下,地下洞室群围岩的动态响应及振动衰减规律.地下洞室掌子面爆破引起的围岩振速在横断面方向随远离爆心呈指数衰减;当在爆破洞室...     

地铁隧道爆破振动对地面的影响规律研究

为控制地铁爆破开挖引起的振动对地表建筑物的影响,需要探明爆破振动传播至地表过程中的衰减规律。通过中深孔爆破法进行现场试验,试验孔装药量对应实际工程中单段药量,模拟大连地铁1号线隧道爆破掘进作业,采用钻孔监测与地表监测相结合的方法,分别在地表和地表以下1.5 m,7.5 m和15 m深的孔内安置监测点,监测爆破振动在不同深度的质点振速。同时,利用FLAC3D软件对现场试验中各观测点质点振速峰值进行数值计算,分别采集试验与数值模拟的质点振速峰值,并通过萨道夫斯基经验公式进行回归分析。结果表明:地下爆破振速的监测结果较地表小,振速峰值约为地面的50%~64%;对比萨道夫斯基公式反算的振速与数值模拟计算结果,数值模拟得到的质点振速与实测结果更接近,可以通过数值模拟结果对萨道夫斯基公式进行修正以提高预测精度。     

爆破振动速度衰减公式的稳健回归分析

针对经典最小二乘法在回归分析爆破质点振速中存在的问题,即无法抵御异常值的影响,提出了爆破质点振速衰减公式的稳健回归分析.该方法基于迭代加权最小二乘法回归参数,对异常值给与较低的 权重,正常值给与较高的权重,有效的抵御了异常值对回归模型的影响.通过实例分析,对比了2种方法在有异常值和剔除异常值后的回归结果,证明了稳健回归分析这一方法的可靠性及优越性.     

爆破地震波对桩井护壁影响的数值模拟

针对桩基钻爆法开挖施工中护壁受振破坏的问题,利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元软件模拟了1.0m小直径桩井爆破时,爆破地震波对桩井护壁的作用过程及其影响规律。结果表明:1.0m小直径桩井在爆破地震波作用下,不同最大起爆段药量下桩井护壁混凝土的动态响应规律相似,振动强度随药量减小而相应减小,有效应力最大值靠近井口部位,质点振速峰值最大值靠近井口部位,因此靠近井口部分为危险区。     

爆破振动作用下高层建筑振速变化规律研究

多层介质由压实层、碎石层和混凝土层组成。用量纲分析法导出多层介质中爆破混凝土层破坏效应的函数表达式。通过模拟实验,获得了药包不同药量、不同埋深条件下多层介质破坏效应的试验数据,并通过回归分析,拟合出漏斗的可见深度、实际半径与装药量关系的经验表达式。试验中利用高速录像研究了介质表层鼓包运动的规律。试验结果表明,混凝土层和碎石层在鼓包运动的中期对爆炸破坏效应有较明显的影响。     

爆破地震波传播规律试验研究

根据别斯库都克露天煤矿的现场情况,分析爆破地震波在多台阶边坡中的传播规律,对矿区台阶边坡进行爆破振动测试,选取爆破区域上部平台由近到远依次布置的四个振动测试点,共进行爆破振动试验7次,取得5组有效数据.通过对5组振动数据结果进行萨道夫斯基公式回归拟合分析,轴向、径向和垂直方向的振动公式拟合结果的相关性系数R均大于0.8...     

城市隧道爆破振动速度峰值预测神经网络法应用

结合南京机场线地铁项目,进行了邻近隧道爆破开挖作用下既有隧道的爆破振动速度现场监测试验,应用BP神经网络,建立了既有隧道爆破振动速度的预测模型,并与多种经验公式预测进行了比较分析。结果表明:BP神经网络爆破振动速度预测数据与试验监测数据拟合较好,相比于经验公式预测,具有误差小、精度高的特点。研究成果可为邻近隧道爆破开挖作用下既有隧道爆破振动控制和新建隧道爆破开挖方案完善提供理论参考。     

城市隧道爆破振动速度峰值预测神经网络法应用

结合南京机场线地铁项目,进行了邻近隧道爆破开挖作用下既有隧道的爆破振动速度现场监测试验,应用BP神经网络,建立了既有隧道爆破振动速度的预测模型,并与多种经验公式预测进行了比较分析.结果表明:BP神经网络爆破振动速度预测数据与试验监测数据拟合较好,相比于经验公式预测,具有误差小、精度高的特点.研究成果可为邻近隧道爆破开挖作用下既有隧道爆破振动控制和新建隧道爆破开挖方案完善提供理论参考.     

含水和不含水岩体隧洞群爆破开挖的震动比较

一般地下岩体中都含有孔隙水,孔隙水的存在对于隧洞爆破工程有着重要影响。多条隧洞爆破开挖时,含水隧洞围岩在爆破激励作用下,巷道之间也会互相影响。采用现场爆破监测和数值计算相结合的方法,对含水、不含水2种不同的工况进行了计算研究：对隧洞群的爆破开挖进行了监测,提取其中较强的震动信号,根据最不利工况的选择,把它加载到根据实际情形建立的地下隧洞群模型上,模拟某次实际的爆破过程。提取计算时程中不同巷道部位较危险位置围岩点的震动数据加以分析,得到饱和水围岩在爆破震动下的变化规律,对含水围岩的安全趋势做出研判,对同类工程的安全施工作业具有参考价值。     

下穿隧道爆破地震作用下埋地输气管道的动力响应规律研究

以下穿兰成渝输气管道的西安至成都客运专线仙女岩隧道爆破为背景,根据现场实测振动数据,采用LS-DYNA3D方法和掏槽孔爆破的等效药包原理,建立能反映输气管道与其周围土体相互作用的三维动力有限元模型,分析爆破地震波引起的埋地输气管道的动力响应规律,包括不同隧道埋深、管道直径与管道壁厚对管道振动特征及其响应动应力的影响规律。研究结果表明:爆破地震作用将引起埋地输气管道下部压缩、上部拉伸的动力响应;在隧道埋深20 m、掏槽孔总药量为14.4 kg同时起爆的条件下,直径512 mm、壁厚8 mm输气管道的最大轴向压应力和最大轴向拉应力分别是9.57 MPa和7.76 MPa,仅为管道屈服强度的1.99%和1.61%,相应的管道地表振速为15.28 cm/s;爆破地震作用引起的输气管道动应力随着隧道埋深的增加而显著降低,而管道直径的增加或壁厚减小都会引起管道动应力增大;管道上方地表土体的振动速度随着管径的增大而减小,管壁厚度对管道和土体的质点振动速度基本没有影响。     

临近建筑物基坑岩石松动爆破振动监测

为保证爆区临近建筑物的安全,对爆破振动效应必须实行严格控制.通过对建筑物群中基坑岩石松动爆破时爆破振动效应的实测,并用数学方法回归处理,求得该基坑岩石松动爆破条件下地震波的传播规律的经验公式.以此计算公式并根据<爆破安全规程>规定的安全允许爆破振动振速,求算出在保证安全前提下不同距离处的最大一次同段起爆药量.同时精心设计和施工,并采取有效措施降低爆破振动对临近建筑物的影响.     

岩石动态特性对爆破振动能量分布的影响

为了从爆破振动能量分布角度研究破碎能量利用问题,结合露天铁矿岩石动态特性,使用EEMD方法分析爆区磁铁矿、绿泥岩与混合岩的动态特性对振动能量分布的影响规律。结果表明：动抗拉强度与弹性模量最低的混合岩,爆破振动能量的分布最为均匀,振动能量在50 Hz以下的频带出现了分散的多个峰值,90％以上的振动能量集中在20~80 Hz;随着岩石动抗拉强度与弹性模量的减小,爆破振动能量在整体上的分布向高频发展,总能量与瞬时能量峰值均明显降低,用于岩石破碎的爆炸能量比例提升,且爆破远区振动能量分布频带增宽,有利于岩体完整性保护。     

建筑物附近大量石方爆破振动监测及控制

在石料开采工程中,应用深孔毫秒微差爆破技术,减少爆破振动危害,取得了良好的爆破效果。该文根据水泥厂附近大量石方爆破振动监测,介绍了对爆破振动监测的方法,同时介绍了如何控制爆破振动对建筑物的影响。     

下穿既有隧道爆破振动响应研究

以沪昆客专贵州段小高山隧道泄水洞下穿既有高铁隧道正洞爆破施工为工程实例,在泄水洞开挖下穿既有铁路隧道时,为确保既有隧道结构安全和爆破振动影响问题,采用稳健回归和小波包等分析技术,研究了在既有隧道正洞内设置沙质缓冲层,其在下穿隧道施工中爆破地震波特征和传播机制。结果表明:主频率分布范围较广;缓冲层有效地吸收了大部分高频带能量,到达既有隧道结构的能量主要集中在第2~第4频带部分,振动速度峰值降低了34%左右,各方向的主振频率主要位于5~70 Hz的中低频范围;切向的能量占主要优势,须重点关注。研究为下穿既有隧道正洞施工,保证其结构安全和沉降满足要求奠定了理论基础,该成果可为类似下穿隧道工程和小距离隧道工程爆破振动控制提供参考。     

水平砂泥岩地层隧道爆破振动效应研究

为了研究水平砂泥岩地层隧道爆破振动效应,以段家坪隧道为例,采用数值模拟,对拱顶、拱肩、拱腰和拱脚的振速和应力以及节理对应力波传播的影响规律进行分析,将数值模拟和现场爆破振动数据进行对比。结果表明:拱顶处的振速和应力最大;随着岩体中水平岩体层数的增加,K值减小,α值增大;水平层状岩体模型中,节理两侧的振速与应力衰减幅度较均质模型中大;由于实际隧道围岩并不是均质的,现场监测振速数据拟合出的振动波衰减指数α偏大。     

群孔齐发爆破岩体振动频谱特性研究

基于理论分析推导出群孔等效爆炸荷载的频域表达式,并代入黏性岩体爆破振动速度幅值谱表达式中,得到群孔齐发爆破激发的岩体振动速度幅值谱表达式.针对露天台阶深孔爆破,以正方形布置的四孔爆破作为研究对象,研究群孔齐发爆破岩体振动频率的影响因素及主频衰减机制.结果表明:群孔齐发起爆激发的振动速度幅值谱随爆心距、炮孔间距、单孔药量...     

爆炸地震波对地面结构影响效应的数值模拟

运用LS-DYNA3D程序对封闭岩体中的爆炸过程进行了数值模拟,研究表明,利用LS-DYNA3D 程序模拟得出的质点振动速度峰值与理论公式计算出的结果基本相符;另外,模拟得出的随时间变化的地震动加速度可作为地面结构响应计算时的激励,这克服了爆炸地震波激励难以确定的困难,为爆炸地震波对地面结构的影响效应研究及计算方法提供了一定的参考.     

爆破地震波引起结构响应的频率因素分析

不同的频率成分对结构的影响有着显著的差别,与结构自振频率接近的频率对结构破坏起的作用大,相反则小.对地震波的主频变化规律进行了探讨,简化了计算模型,并根据结构响应对不同频率成分的影响进行验证,对爆破地震波中的频率因素进行了分析.最后提出可以采用多主频进行计算以减小误差.