爆破施工对邻近既有隧道的振动响应研究

针对新建隧道爆破施工影响邻近既有隧道结构的安全性和稳定性,以新建的衢宁铁路五都隧道为依托,采用LS-DYNA动力有限元程序建立小净距隧道爆破振动数值模型,分析既有隧道关键部位在受邻近爆破影响下的振动速度和应力;并结合现场监测数据,对新建隧道爆破施工中既有隧道结构的振动响应进行研究.研究结果表明:在合理的炸药当量下,既有隧道结构能承载爆破引起的有害振动;既有隧道在距离爆破点最近的断面振动速度达到峰值且衬砌中迎爆侧墙腰区域振动速度峰值和应力峰值最大.当爆破荷载达到破坏隧道衬砌混凝土破坏极限时,在动荷载作用下,破坏自墙腰部位起始,拱顶、拱脚和墙腰混凝土衬砌出现拉伸破坏,底板出现剪切破坏;在相同规模荷载作用下,既有隧道迎爆侧衬砌振动速度峰值与围岩级别呈正相关关系,对围岩薄弱的地区,应注意加强防护.     

爆破振动对邻近隧道衬砌安全的数值模拟分析

建立了爆破施工对既有衬砌振动影响的数值模型,给出了数值计算中爆破荷载的波形、荷载峰值、加载时间的模拟方法;为了实现能量辐射,减小边界效应,定义了粘弹性边界;在此基础上研究了新建隧道爆破开挖进尺不同、间距不同、埋深不同,对既有邻近隧道的影响。结果表明:在既有隧道迎爆侧的拱脚和墙腰部位,衬砌受到爆破施工影响最显著;新建隧道爆破施工时,开挖的进尺越大,既有衬砌的振速就越高;既有衬砌受隧道间的距离影响显著,隧道间距越大,既有衬砌的振动速度受影响越小。结果还表明,参考《爆破安全规程》的规定,可以用数值模拟的衬砌振动速度与安全振动速度标准进行比对,从而判断既有衬砌的安全性,为工程设计和施工提供分析参考和指导。     

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。     

钻爆法隧道原位扩建的振动效应分析与爆破方案比选

以福州市马尾隧道扩建工程为依托,通过精细化数值模拟对掏槽/无掏槽爆破方案进行比选。将延时爆破荷载逐段施加在各排孔段位的爆破轮廓线上,研究了扩建爆破时邻洞衬砌的振动效应和传播路径上的衰减规律。数值模拟结果表明：邻洞背爆侧振速远远小于迎爆侧(平均降幅为68.7%);迎爆侧衬砌振速峰值总体呈现为上大下小;爆破振动在岩体中的水平传播中呈对数衰减,尤其是空洞的存在显著降低了爆破振动效应。将优化后的无掏槽爆破方案应用于工程实践,并对爆破振动进行跟踪监测,与数值结果较为吻合,且均在安全阈值之内。优化无掏槽方案较好地利用了既有空洞和重力作用,单耗低振动轻,宜作为隧道扩建工程的爆破首选方案。     

邻近隧道爆破震动对既有隧道影响的研究

运用有限元的基本理论 ,采用ANSYS软件对既有隧道受邻近隧道爆破震动影响进行了研究。分别就不同围岩类型、不同隧道间距情况下既有隧道的振动进行了分析。结果表明 :既有隧道迎爆面边墙的振速最大 ;围岩越稳固 ,振速越小 ;当间距小于 1倍的隧道直径时 ,隧道衬砌的振速会超过允许值 ;围岩的振速与至爆源距离的关系是非线性的     

小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性影响研究

为研究小净距隧道先行洞爆破开挖对后行洞围岩稳定性的影响,以浙江义东高速防军隧道项目为工程背景,根据能量衰减规律推导出爆破施工中围岩振速计算公式,采用有限元软件MIDAS GTS NX模拟不同净距条件下围岩振速及应力的变化规律,将围岩振速数值结果与理论值进行对比分析,验证了振速计算公式的准确性。根据振速与应力之间关系,提出保证隧道安全施工的振速阈值。结果表明：后行洞围岩振速大小理论值与模拟值最大相对误差为5.9%,与现场监测数据最大相对误差为7%,验证了理论公式的准确性;后行洞隧道振速峰值与先行洞隧道爆破中心距呈负相关,围岩迎爆侧面监测点振速峰值大于背爆侧,2D为防军隧道爆破施工时最小安全净距(D为隧道净距),此时上台阶开挖最大振速峰值约为下台阶的1.2倍;爆破开挖后围岩应力峰值与振速峰值主要集中在拱腰及拱脚附近,随着净距增大,先行洞对后行洞的影响逐渐减弱,最终忽略不计;爆破作用下,围岩应力峰值和振速峰值具有一定线性关系,保证隧道爆破安全施工的振速控制阈值为1.9 cm/s,研究成果可为今后类似小净距隧道工程爆破施工提供借鉴。     

断层带影响下隧道二衬结构爆破振动特性与安全判据

针对隧道爆破开挖穿越断层破碎带时,围岩松散、破碎,易造成隧道结构失稳的问题。以龙南隧道爆破施工为工程背景,依据现场爆破振动测试结果,建立ANSYS/LS-DYNA动力有限元数值模型,研究了断层带影响下隧道二衬结构爆破振动特性,提出了以应力为控制标准的振速安全判据。结果表明:隧道拱脚处振速衰减最快,破碎带内隧道各部位振速衰减幅度普遍大于相邻围岩段;隧道二衬剪应力峰值位于拱顶处,拉应力峰值位于拱脚处;结合应力与振速关系,建立基于二衬极限强度的爆破振动安全判据,分析得到隧道衬砌在断层带影响下更容易失稳,在龙南隧道爆破条件下衬砌爆破安全振速为10 cm/s,爆破施工单段最大药量为23.89 kg。     

近距离下穿既有盾构隧道的隧道钻爆降振技术研究

以广深港客运专线益田路隧道为工程背景,对爆破作用下既有盾构隧道管片的振动响应进行研究。结合应力波理论计算了盾构隧道管片的爆破振动速度安全允许值,并利用现场数据进行验证;结合既有隧道的现场监测数据,分析了管片的振动速度变化规律,提出了减振措施和优化爆破方案,确保既有盾构隧道的运营安全。结果表明:爆破施工过程中,既有隧道衬砌管片最大振速达到7.19 cm/s,小于计算的9 cm/s安全允许振动速度,管片接缝无损伤,计算的衬砌管片安全允许振动速度可为类似工程提供参考;钻爆法近距离下穿既有盾构隧道时,采用电子雷管起爆技术,并结合适当的减振措施,可以有效降低既有隧道衬砌管片的爆破振动速度,确保结构安全稳定。     

新建隧道爆破对下部近接运营高铁隧道影响分析

以赣深高铁一级风险隧道——伯公坳1号隧道为背景,研究新建隧道爆破施工时,近接既有隧道衬砌结构的动力响应。采用Ansys/Ls-dyna有限元软件建立试验段数值模型,将现场实测振速与模型计算振速作对比,反演围岩介质参数,验证了数值模拟的可靠性。以试验段参数为基础,进一步构建了两隧道交叉段的数值模型,由此分析交叉段既有隧道衬砌结构的振动衰减规律,提出交叉点处最不利工况的减振措施。研究结果表明：既有隧道拱顶振速最大,底板振速最小;交叉点前后方30 m范围内,拱顶振速约为迎爆侧边墙振速的2.0～2.3倍,1.6 cm/s的控制振速是针对既有隧道全断面而言的,因此其边墙部位的监测预警值应取为0.8 cm/s;掏槽孔反向起爆时,大部分的爆炸能量向未开挖区域传递,所以既有隧道对应于新建隧道已开挖区域的振速衰减速率比未开挖区域的要大;试验段的爆破方案不再适用于交叉影响段,在将进尺缩短至1.0 m,掏槽孔药量减小至9.86 kg后,能够在兼顾工效和爆破影响的前提下,将既有隧道二衬振速控制在安全标准以内。     

招宝山超小净距双线隧道的安全控爆研究

在数值模拟的基础上 ,对隧道在邻近爆破作用下的动态响应问题进行了研究 ,并在现场试验与施工监测的基础上提出了相应的安全控爆措施 ,为今后超小净距隧道的爆破施工安全提供了有益的参考     

中国爆破振动控制技术的新进展

总结了近年来爆破振动波的传播和衰减规律、减振控制方法和远程实时爆破振动测试技术方面的最新研究成果,介绍了基于单孔爆破振动基波的叠加组合预测模型,探讨了人性化爆破振动安全评价标准,对电子雷管精确延迟实现干扰降振的科学研究和经验进行了总结,全面反映了爆破振动安全控制的最新成果.     

构筑物爆破拆除振动规律的研究

现有构筑物爆破拆除振动的研究主要集中于爆破振动、后座振动与塌落振动,其中以塌落振动占主导地位。通过理论分析及工程实际监测案例发现：塌落振动又可分为前期爆破切口闭合振动和后期主体塌落振动,对于特殊结构爆破拆除切口闭合振动与主体塌落振动处于同一影响水平。文章从理论与实践的角度分析了爆破振动、后座振动、切口闭合振动和主体塌落振动的生成、传播规律及其对周边结构的危害等级,并提出了相应的降振措施与振动监测建议     

爆破振动安全判据浅析

就爆破安全振动的判据标准提出探讨.根据多年的工程实践,如单一考虑爆破的振动速度值的大小,不能全面反映爆破地震对建筑物作用的内在规律.必须考虑建筑物本身的自振频率和爆破地区地震波的频率,因此爆破振动的频响效应是不可或缺的重要因素.     

双变激振超细振动磨电机驱动转速多工况组合优选研究

针对恒速振动电机振动磨在超细粉碎过程中易出现物料团聚而引起颗粒细化难度增大、超微粉碎发展受限的情况,提出振动电机转速、激振偏心块矢径随时间变化的双变激振方式,结合Adams仿真及样机试验对电机转速变化曲线进行优化,从而实现了对高振强特性超微粉碎激励方法的研究。通过模拟分析振动磨机不同转速工况下的运动响应特性、振强变化规律,对电机转速最佳变化范围和组合效应进行研究,以平均粒径为10μm的金刚石粉末为研磨对象进行120 h新型振动磨机的碎磨试验,从而验证了组合优选所得到的电机转速变化曲线能够使得颗粒进一步细化。     

角振动校准装置激励源的现状与发展

针对惯性器件性能评价的需求,说明了研究角振动校准装置的必要性。根据现有角振动校准装置的构成,详细分析和总结了各种角振动激励源的工作原理、特点和不足,列举了国内外部分典型系统的主要性能参数;介绍了标准角振动测量系统的主要实现方法。根据角振动校准装置激励源的相关研究现状,分析、探讨了其今后的若干发展趋势;所得出的展望和结论可供该领域研究人员作为参考和借鉴。     

齿轮箱减振效果评估测试研究

齿轮箱是船舶动力装置的一个重要部件,常因振动而出现故障,也是舰船振动与噪声的主要根源之一,所以必须要对其进行减振处理.对某型齿轮箱振动烈度和振级落差进行了测试,详细分析了测试结果,对该齿轮箱的减振效果进行了评估,结果表明该齿轮箱的减振措施达到了预期的效果.最后,还对测试提出了建议.     

充液管道能量传递途径及减振分析

通过有限元方程求出充液管道的力和位移响应,由力和位移响应求出管道系统的功率流及能量分布,从能量角度对管道振动进行定量的评估。从减少管道自身的振动出发,以管道平均长度的能量为评估值,定量地评估在采用不同的支承时管道的振动程度,并与传统的以管道振动位移为评估值的振动评估方法进行对比。结果表明,以能量作为评估值的方法比以位移作为评估值的方法更准确,可为管道系统的振动控制提供更为有效的理论依据。     

汽车齿轮的振动测试与分析

阐述汽车齿轮振动测试系统的组成和测试方法,并利用测试结果对四种典型故障引起的振动进行分析。研究引起汽车齿轮振动的主要原因,为降低汽车齿轮的振动和噪声提供了某些依据。     

大型往复压缩机主机振动分析与测试研究

在页岩气开采过程中,压缩机主机气缸内的页岩气在短时间内被急剧压缩,页岩气压力高且波动大,机组转速快,致使主机承受着多种复杂、周期性激励载荷的作用,主机及其零部件产生复杂振动,严重影响压缩机的工作可靠性。因此,以大型往复压缩机主机为研究对象,采用瞬态响应分析与实验测试相结合的方法,开展压缩机主机振动研究。主机振动仿真和测试实验结果表明：主机振动变形最大的部位为四缸端部,为0.09 mm;主机最大应力出现在一级进气缓冲罐与四缸连接部,为29.66 MPa;主机二级进气缓冲罐自由端往复方向的振动烈度最大,为14.75 mm/s,振动烈度满足要求,主机振动处于安全状态;仿真与测试所得振动烈度的最大误差为12.7%,在工程允许误差范围内,验证了仿真方法的合理性和正确性。研究成果为进一步降低压缩机主机振动和优化主机结构提供了参考。     

灰色关联分析在爆破振动效应控制中的应用

文章首先对灰色关联分析的原理和灰色关联矩阵的计算进行了介绍;然后以具体的地基爆破开挖工程的设计数据和实测数据为分析样本,通过笔者编写的程序进行灰色关联矩阵计算,得出了各影响因素的主次顺序,据此提出了几点降震措施.