动态卸荷作用下节理围岩损伤过程研究

为了探明节理岩体中的巷道爆破开挖后的卸载机理,为实际工程提供理论依据,本文基于离散元数值模拟方法,分析了考虑爆破荷载深埋矩形巷道节理围岩的损伤过程。结果表明:高地应力条件下,爆破开挖会在节理围岩中诱发显著的松动效应,导致洞壁附近形成远大于静态塑性区的动态松动损伤区,使得最终屈服区以外的节理面强度和渗透性等力学参数发生劣化;受爆破荷载的影响,岩体的回弹将产生较大的振动速度,达到m/s量级,是洞壁附近节理面损伤的主要来源;节理的组合方式也会对节理松动产生较大的影响,当节理夹角接近60°时,围岩最容易破坏。     

引水隧洞爆破开挖动态监测与分析

以隔河岩电站引水隧洞动态监测为范例，论证了安全监测对工程的监控作用和效果。采用爆破振动监测、地震剖面法和同孔法监测相结合，完成隧洞开挖施工中的动态监测的全过程，并对其监测成果进行了分析评价。     

公路隧道施工中隧道开挖与支护力学效应分析

公路隧道施工中遇到的一个大的问题就是岩体或是土体的性质及其变化导致应力过大产生的崩塌。支护体的设计和支护时间的合理选择是解决公路隧道施工问题中要把握的关键。本文针对山岭区浅埋隧道公路隧道工程做需要做的优化设计,就公路隧道的支护力学设计、支护方法以及支护时间做分析。     

隧道开挖和爆破扰动耦合作用下埋地管道安全性研究

随着我国交通系统的快速发展,临近埋地管道施工的工程案例越来越多,隧道开挖不可避免地会影响管道的安全.为研究隧道开挖变形及爆破扰动耦合作用下临近埋地管道的安全性,以深圳市大山陂1号隧道施工为背景,建立管-土-隧动静耦合作用模型以分析不同管道内压、围岩弹模、管隧间距、单段最大装药量条件下埋地管道的应力和振速变化规律,进一步...     

多铁性复合材料动态耦合响应的有限元分析

多铁性材料在实际应用中往往需要考虑多场动态耦合效应。为研究磁电多铁性复合材料的动态耦合效应及其界面的影响,建立了在动态激励下磁电耦合响应的有限元分析模型,其中采用内聚力模型单元模拟压电和压磁材料间界面,以表征其刚度和强度。对多个算例进行了磁电动态耦合响应分析,考察了界面刚度以及边界条件对动态磁电耦合响应的影响。结果显示,界面刚度和边界约束对磁电多铁性复合材料的动态耦合效应有较大影响,界面刚度越大,耦合效应越强。     

隧道工程施工过程中重难点分析

在我国的铁路建设施工过程中,往往会面临施工作业空间狭窄等施工难点,工程施工前对所施工的地质进行准确勘察是施工的重点,而这些在施工工程中的重点难点在一定程度上影响了隧道的施工作业。本文笔者就梅子坳隧道工程施工过程中的重难点进行分析。     

基于机电-刚柔耦合特性的进给系统动态误差影响因素分析

进给系统动态误差是决定数控机床加工精度的关键因素,明确机械系统和控制系统参数以及两者之间耦合作用对进给系统动态误差的影响是当前面临的重要课题。以某五轴联动加工中心的进给系统为研究对象,充分考虑进给系统传动件结合面间刚度和滚珠丝杠柔性特征,搭建了进给传动系统动力学模型,并利用有限元软件进行了验证。利用典型三环PID（proportion integration differentiation,比例积分微分）控制结构搭建了机电-刚柔耦合进给系统动力学模型,通过仿真分析研究了机械系统参数和控制系统参数对进给系统动态误差的影响规律。结果表明,机械系统参数中,滚珠丝杠导程和螺母副轴向刚度对进给系统动态误差的影响显著,支撑轴承轴向刚度的影响不明显;控制系统参数中,位置环比例增益对进给系统动态误差的影响显著,速度环比例增益的影响不明显。研究结果为实现进给系统动态误差的可预知和可控性奠定了理论基础。     

基于流固耦合的水力瞬变三维模拟及管壁动态应力分析

水力瞬变也称为水锤,是由于管道内压力瞬间升高,压力波在管道内以声速传递的现象。紧随着压力波,管壁上产生动态应力,进而导致管道失效。基于ALE流固耦合方法模拟由于阀门突然关闭导致的管道中流体冲击波,并与一维水锤冲击波理论值进行了对比。在此基础上分析了不同约束条件下,距离管道末端一定距离,由于管壁变形和振动而产生的三维动态应力。发现在水锤波传播过该位置一段时间之后,管壁应力才达到最大值,此外管壁周向应力在动态应力中影响是最主要的。     

偶极子天线近场耦合效应分析

本文在电偶极子近似下,对电偶极子的辐射场公式进行了推导,在此基础上,建立了电偶极子近场耦合模型,并借助半波偶极子,对阵面中常见的两种构型,并头和并肩结构的近场耦合效应进行了分析。分析表明,由于偶极辐射的方向性,半波天线的边射性质,并头构型下的近场耦台效应要比并肩构型小近两个数量级。     

地铁隧道掘进爆破对既有埋地管道的动力影响

为研究爆破载荷作用下临近埋地管道的安全性,利用ANSYS/LS-DYNA建立炸药、岩土体、埋地管道的管土耦合模型,对爆破荷载下埋地管道的动力响应进行研究.通过监测管道迎爆面-背爆面特定单元的应力和速度时程曲线,发现距管道两端1/4处的迎爆面存在应力集中现象,背爆面有局部应力放大效应,10～21 ms时管道轴向振动速度最...     

城市越岭长隧道爆破开挖振动影响研究

隧道钻孔爆破开挖技术在城市越岭长隧道中的应用能够有效地提高施工效率,节约建造成本。然而受周边环境的影响,爆破有害效应的影响日显突出,特别是爆破振动影响成为爆破开挖制约的主要因素。根据大盘山城市越岭长隧道进出口段爆破开挖过程中对周边建筑振动影响的实际监测,分析了不同围岩爆破地震波传播衰减规律。结果表明：相同围岩等级下,围岩完整性与萨道夫斯基公式中的关键参数K、α取值存在反相关性,即在相同围岩等级下,完整性越好,关键参数取值越低。建议进口段K、α值分别为350和1.9,出口段250和1.85,并绘制了三个代表性装药量下的爆破振动速度传播曲线。根据绘制的曲线以及现场建筑对振动速度的控制要求,确定了隧道爆破开挖距离洞口的起始位置。为进出口围岩等级和完整性较差、且周边拥有密集建筑群的实际隧道开挖工程提供参考。     

地铁隧道爆破开挖对高层框架结构的动态响应

针对城市地铁建设过程中隧道爆破对高层建筑物带来的不利影响,基于萨道夫斯基公式,对现场爆破振动测试与有限元模拟对比分析,现场测试结果与计算结果吻合较好。以框架结构垂向振速为研究对象,采用动力有限元方法对高层框架结构在爆破地震波作用下的响应规律进行了研究,并分析了并行隧道不同开挖工况下高层框架结构不同响应特点。计算结果表明:高层框架结构在爆破地震波影响下存在明显高层放大效应放大倍数最大达3.48倍;地铁隧道已开挖段对高层结构振动有空腔放大效应,空腔放大效应的主要影响因素有框架结构与隧道的间距、已开挖隧道空腔相对爆源位置等,前者影响更显著。     

引水隧洞爆破开挖对邻近建筑物的振动影响分析

以发电引水隧洞开挖过程中的爆破振动实测数据为基础,对爆破振动衰减规律进行了二元回归分析,与萨道夫斯基公式相比,预测数据更接近实际工程.同时对隧洞爆破开挖过程中邻近建筑物的安全,根据实际监测成果作了进一步分析,给出了相应的爆破安全判据.     

堵塞长度对巷道掘进掏槽爆破效果影响研究

巷道爆破掘进过程中过短或过长的炮孔堵塞都会对爆破效果和施工进度造成不良影响。为获得某金矿爆破掘进最优掏槽炮孔堵塞长度,采用了ANSYS/DYNA数值仿真软件模拟了不同堵塞长度(0 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm、60 cm)下的爆破施工,分析了相应的炮孔不同位置处岩体应力变化曲线,并进行了不同堵塞长度的爆破效果试验,对比不同工况下的大块率、炮孔利用率等爆破效果。试验结果表明:对比峰值应力获得了最优的堵塞长度为30 cm,实际工况下堵塞长度为30~40 cm时爆破效果是最好的,得到了爆破质量随堵塞长度变化的规律,过长或过短的堵塞都会引起不良爆破效果。     

下穿地铁隧道爆破作用下人防隧道的动力效应

隧道爆破作用下邻近既有隧道的安全性是爆破施工中的重点关注内容,以武汉地铁8号线洪山路站至小洪山站区间隧道爆破开挖为例,研究下穿地铁隧道爆破作用下上方既有人防隧道的动力效应.使用LS-DYNA建立了隧道爆破有限元数值模型,并结合现场振动监测数据验证数值模型的可靠性,对人防隧道的动力响应特征进行研究.现场测试和数值模拟研究...     

隧道掘进爆破地震频谱特性分析

结合某蓄能电站工程,分别应用快速傅立叶变换和小波包理论分析了隧道掘进爆破振动的特点,它的能量和频率特性表现出随着装药量的增加,主震频率降低,能量也相对的集中在较低的频段上的特点.由于隧道开挖采用多段微差爆破,所以多数实测爆破地震波中存在多个优势频率峰值,能量带分布很宽.结构物对爆破振动荷载的动态响应,是其对于不同优势频率的细节信号的不同的动态向应的叠加的结果.     

新柳林河隧道掘进爆破对既有隧道的影响

复线隧道工程中,施工爆破对既有隧道会有较大的影响,对保障既有隧道的安全运营具有重大意义。结合新柳林河隧道临近营业线爆破掘进施工工程,采集了爆破掘进作业中既有隧道迎爆侧和背爆侧的墙中、底板测点振速,且跟据工程地界图建立数值模型,将监测的现场数据和数值模拟数据对比分析。结果表明：迎爆侧受爆炸应力波的直接入射破坏,以水平应力为主,径向振速大于其它2个方向的振速;迎爆侧边墙偏上为最危险区,起拱处次之,底板相对安全;根据分析结果优化了爆破参数,提高了施工进度,同时也保证既有隧道的安全运营。     

下穿隧洞爆破掘进对既有隧洞的振动影响

结合福建晋江隧洞小角度下穿既有上行隧洞的工程施工,采用爆破振动监测和数值模拟方法,研究在建隧洞相对空间变化条件下邻近既有洞的动力响应与振动影响。结果表明:距爆源30 m以内,结构部位和爆心距共同影响振速分布;30 m以外区域,以爆心距影响为主。指出既有隧洞最大振速出现于爆源前方5 m范围内迎爆侧底板高程上,爆源近区的竖直向峰值质点振动速度是控制结构安全的主要监测指标,提出适用于不同监测区域的振速控制值的选取方法。     

“V”形掌子面在隧洞开挖中的应用

在赵山渡引水工程上安隧洞和许岙隧洞进口两隧洞的工程实践中,采用了“Ｖ”开掌子面,大大提高了同类围岩的炮孔利用率,使钻孔利用率达到９５％－１０２％,增加了单循环进尺,降低了开挖成本,笔者认为这一应用值得在隧洞开挖施工中推广,并且能给施工单位带来良好的经济效益。