基于小波变换的建（构）筑物爆破振动效应评估研究

基于现场实测爆破振动数据,采用小波分析技术对爆破振动信号进行了时频特征分析.根据小波变换的分层分解关系,推导出爆破振动信号不同频带的小波频带能量,小波频带能量能同时反映爆破振动三要素(振动的强度、频率和持续时间)的作用影响,基于受控结构体对爆破振动动态响应特征,首次建立了能考虑爆破振动的强度、频率和持续时间以及受控建(构)筑物本身的动态响应特性(固有频率和阻尼比)等因素综合的安全判据--响应能量判据,并用工程实例验证了该判据的可行性和可靠性.该判据较之现行的速度-频率安全判据来说,能准确地描述爆破振动对受控建(构)筑物的响应程度,更能全面地评估建(构)筑物爆破振动效应.     

邻近建(构)筑物挖孔桩嵌岩控制爆破技术探讨

邻近建(构)筑物挖孔桩嵌岩控制爆破,涉及到建(构)筑物爆破震动破坏控制标准,以及小断面爆破夹持作用等复杂问题;根据爆炸应力传播理论和格里菲斯断裂破损度理论,反算最大一次起爆药量;爆破结果表明对邻近建(构)物的影响在可控制范围以内.     

某石料厂石材开采爆破震动测试与分析

为了确定某石料厂石材开采时爆破震动衰减规律及其对邻近村庄建(构)筑物的安全影响大小,对该厂某次开采爆破进行了震动测试.通过分析实测数据,找到适合于该厂石材开采爆破的k、α值以及最大单响允许起爆药量,得出一系列结论,为其预测爆破地震强度和采取降震减震措施提供了理论依据.     

紧邻建（构）筑物水下爆破振动安全判据研究综述?

简要阐述了水下爆破作用下建(构)筑物安全性能评价指标,综合分析了振动幅值单因素安全判据在水下爆破紧邻建(构)筑物安全性能评定中的应用,并介绍了振速-频率双因素安全判据理论研究方法及各国安全判定标准,分析讨论了两种判据在爆破振动安全评定考虑因素与应用范围上的不足。基于累积损伤机理及振动叠加理论,介绍了爆破振动持续时间及微差爆破延时间隔对建(构)筑物安全性能的影响。提出爆破振动安全判据应从爆破振动持续时间及微差爆破延时间隔这两方面加以完善,并建议在实际工程中采用最佳微差延时间隔以达到最优降振效果。     

建筑物对爆破振动中不同频率能量成分的响应特征

爆破地震对建筑物的影响实质上是一种能量的传递与转化过程,这种传递与转化的过程受到建筑物动力特性的影响。利用结构动力学理论,结合典型工程实例,研究了建筑物对爆破地震中不同频率能量成分的响应特征,结果表明:建(构)筑物对于爆破振动中的不同频率能量成分存在明显的选择放大效应。在爆破地震中,与结构固有频率相一致的能量成分将被最大程度的放大。在制定爆破振动安全判据时,要将爆破地震自身特征和建筑物动力特性更好的结合起来,重视爆破振动中与建筑物固有频率相对应的能量大小。     

石油地震勘探爆破对建(构)筑物影响距离的试验研究

针对石油地震勘探爆破可能对附近建(构)筑物产生的影响,在黄骅地区进行了一系列有针对性的爆破试验,现场测试了不同药量情况下,距爆心不同距离的振动速度值,依据国标《爆破安全规程》给出了不同类型建(构)筑物的安全距离.     

露天煤矿超高台阶抛掷爆破振动效应评价

大型露天煤矿高台阶深孔剥离爆破,具有爆破规模大、振动主频低、持续作用时间长等特点,分析评估爆破振动对临近建(构)筑物的影响对于保证施工安全十分重要.结合黑岱沟露天煤矿超高台阶爆破工程实际,采用现场爆破振动监测与回归分析的方法研究了露天矿爆破作用下临近建(构)筑物的爆破振动效应,并结合爆破安全规程对临近建(构)筑物的安全性进行评价.研究结果表明:现场爆破作用下,各方向振动速度衰减大小表现为X方向>Z方向>Y方向.其中,X方向爆破振动速度最大,对爆破振动效应起控制作用;本次爆破条件下,各监测点爆破振动频率较低,主要集中在3～6 Hz范围内,各监测点爆破振动持续时间较长,分布在7～9s范围内;在不考虑后续爆破对结构造成累积破坏的前提下,各监测对象在本次爆破作用下均处于安全状态.     

能量判据在爆破振动安全中的应用初探

针对现有爆破振动安全判据的某些局限和不足,探讨构建能量判据作为爆破振动安全评价指标.基于MATLAB小波分析工具箱的平台,从能量角度出发,运用小波分析技术对爆破振动信号进行分解,得出各频带爆破振动信号分量的小波频带能量,并构建综合考虑爆破振动强度、频率和持续时间以及受振建(构)筑物固有频率特性等因素影响的折合能量判据.相比现行的振速-频率安全判据,可视为一种进步,其工程应用具有一定实用价值和现实意义.     

某铜矿切割槽爆破震动信号的HHT分析

针对Fourier变换的时频局限性和小波分析的基函数选择困难问题,采用HHT对某铜矿切割槽爆破震动信号进行分析。首先对原始信号进行EMD-小波强制法去噪处理,再对干净信号进行EMD分解和Hilbert变换,结果显示:信号能量分布在0.1~2.8 s,表明爆破震动维持在这段时间,其中0.4~1.4 s能量最大,是爆破药量最大的时段;IMF1~IMF4分量携带了94.8702%的信号能量,是造成爆破震动危害的优势分量;IMF5、IMF6分量携带的能量虽然只有1.7375%,但其频率与建(构)筑物频率接近,易产生共振,造成建(构)筑物爆破震动破坏。基于上述分析结果,采用HHT法对切割槽爆破延时进行研究,准确识别了12个段别雷管及其延时时间,证明HHT法可用于微差爆破延时识别。     

水下钻孔爆破对紧邻建(构)筑物安全性影响研究

为评估水下钻孔爆破对紧邻建(构)筑物的安全影响,结合万州长江公路大桥防撞设施水下爆破工程,利用ANSYS/LS-DYNA对紧邻建(构)筑物水下钻孔爆破进行了数值模拟研究。对不同起爆方式与减震孔不同充填介质下紧邻建(构)筑物水下钻孔爆破的减震效果进行了对比分析,结合现场爆破振动监测数据,对万州长江公路大桥的结构稳定性进行了判定。结果表明:采用毫秒延期雷管进行分段装药起爆能有效降低爆破地震效应;减震孔介质的不同影响了地震波传递和衰减规律,减震孔采用空气介质充填能更好的减弱爆破引起的振动效应;采用该起爆与减震方式能够保证万州长江公路大桥的安全使用。     

框架结构楼房爆破震动响应的数值模拟

为研究框架结构在爆破震动下的震动响应特性,利用ANSYS/LS-DYNA显示动力分析软件,对某框架结构进行了模态分析与动力响应分析。得到了该建筑结构的自振频率小于10 Hz,低频爆破地震波是引起结构振动、变形的主因;对结构受距离20 m基坑爆破的振动影响进行了模拟,计算所得的距爆源最近点震速和实测震速基本吻合;分析了建筑结构不同楼层的爆破振动规律,表明建筑结构的垂直向速度响应大于水平向速度,20层的高层建筑结构随着楼层高度增加,在1~6楼出现了振动速度局部放大现象。裙楼楼顶(距爆源最远处)出现整个结构最大速度峰值。在城市复杂环境进行爆破施工时,对周围建筑结构的安全监测,不能只对距爆源最近地表进行振动监测,须注意高层建筑结构内部的局部放大效应。     

爆破地震荷载作用下建筑结构的动力响应分析

建筑结构在爆破地震荷载作用下的动力响应,是爆破安全设计和建筑物防护的重要依据。以某次爆破工程实测地震波为基准输入参量,采用ANSYS/LS-DYNA构建数值分析模型,分析了4层建筑结构在不同爆破震动速度和主频下的动力响应特性。结果表明:结构的振动速度和位移均随爆破震动速度的增大而增大,结构底部的应力和应变高于上部,结构各部分振动速度随高度的增加具有不同程度的放大作用;爆破震动主频与结构固有频率越接近,结构物的振幅就越大。     

建筑结构对爆破地震的动力响应特性研究

首先分析了建筑结构的爆破地震安全判据的不足和爆破地震与天然地震的特点,然后详细地分析了爆破参量对爆破地震波反应谱的影响和爆破地震频率对建筑结构破坏的影响,并着重分析了建筑结构对爆破地震波主频率的响应特性和爆破地震波主频率的特性及一般规律,最后提出了今后进行建筑结构对爆破地震的动力响应特性研究和爆破地震作用下建筑结构的安全程度评价研究的建议.     

基于反应谱分析的建(构)筑物爆破振动响应安全评估方法研究

利用大量爆破振动实际监测数据,对爆破振动速度反应谱谱面积SR与爆破地震波信号各特征量进行了关联分析,研究了SR对建筑结构振动损伤的影响和关联。研究发现SR值能较全面地反映爆破振动的综合作用效果,以及结构动力特性对结构振动破坏的影响。根据研究结果,提出了用SR作为爆破振动安全评估特征值的爆破地震效应评估新方法。132组爆破振动数据的计算与分析表明,SR>5.5时爆破地震波将对一般民房结构产生破坏的概率显著增加,可将[SR2]≤5.5作为二类建(构)筑物爆破振动破坏安全判据标准的补充。在此研究的基础上,通过引入建(构)筑物爆破振动反应谱安全系数Prs的概念,初步建立了以SR为特征值,考虑爆破振动综合作用效应和结构振动特性的爆破振动安全统一判据。     

一个生产爆破管理系统的开发

在露天矿生产爆破数据库基础上 ,结合宜阳矿的实际 ,分析了数据库管理系统的功能和结构。通过上述工作 ,为宜阳矿开发了一个生产爆破管理系统 ,实现了某些功能如生产爆破数据的处理、综合利用、查询以及报表打印等的计算机管理 ,为该矿的生产和管理部门提供了现代化的管理手段和决策依据     

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。     

下穿原油管线隧道爆破振动响应研究

为了研究不同掏槽方式下的爆破振动能量分布及变化规律,以中俄原油管道二线工程呼玛河隧道穿越中俄原油管道一线隧道的爆破施工为依托,通过监测爆破振动数据,采用小波包等分析技术,分析典型爆破振动信号的频谱特性、能量分布和衰减规律,研究下穿斜交隧道开挖过程爆破振动作用下运营原油管线隧道的动力响应特性。结果表明:中俄原油管道一线隧道受地震波叠加的影响较小,主要受z方向的振动影响;采用直掏比斜掏对中俄原油管道一线隧道的影响更小;z方向的总能量和3个方向的能量之和随距离的衰减规律均可采用指数函数表示。     

多维爆破地震动作用下框架结构动态响应有限元时程分析

爆破震动的幅值、频率与持续时间是结构爆破震动响应与破坏的重要参数,爆破安全规程规定地面建筑物的爆破震动判据采用质点峰值震动速度和主震频率,但没有指明是三向速度的合速度还是单向速度,给爆破震动判据应用带来不便。文中采用有限元时程分析讨论了不同爆破震动频率速度荷载作用下结构的动态响应,指出在较高频率的爆破震动荷载作用下,框架结构对竖直向地震波响应较大,易在竖直向地震波作用下产生破坏,并可以将三维爆破震动中最大震动速度幅值作为爆破震动安全标准值;在较低频率的爆破地震荷载作用下,震动的水平荷载引起结构的破坏是主要的,应考虑水平最大荷载的爆破震动安全标准值。即结构抗震的安全标准在高频时以垂直荷载速度峰值为准;在低频时以水平荷载速度峰值为准。     

爆破震动作用下地下洞室支护结构的动态响应分析

大跨度地下洞室顶拱锚喷支护结构在爆破震动作用下的稳定问题是决定地下厂房安全施工与运行的关键因素,运用动力有限元数值模拟,研究了该类型支护结构在爆破震动作用下的动态响应特点,得出了结构中峰值振速和峰值应力的分布规律.     

钢筋混凝土结构爆破地震响应频谱及幅值变化规律分析

为探讨钢筋混凝土建筑结构的爆破地震效应特性,通过在隧道爆破开挖过程中下穿的多层钢筋混凝土建筑沿高度方向上布设测点,采集了大量的钢筋混凝土建筑的爆破地震响应信号。采用小波分析和快速傅立叶变换相结合的方法,研究各方向爆破地震波作用下钢筋混凝土建筑沿高度方向的结构响应频谱、能量分布特性及幅值变化规律。研究结果表明,爆破地震波作用下钢筋混凝土结构建筑物各层质点的速度响应信号频率较大且占有较大能量比例的优势频带较宽,集中在15Hz~600Hz;钢筋混凝土结构在垂向方向的速度响应信号频率要低于水平方向,在垂直方向的速度响应峰值高于水平方向,且比值一般随着楼层的升高有增大的趋势;垂向和水平方向的信号频谱特征和峰值速度响应随楼层变化无明显变化规律可循。