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。     

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。     

爆破振动对高层框架-剪力墙结构的影响

为了明确爆破冲击波对高层建筑结构构件及其施工安全性的影响,以广东以色列理工学院二期校区爆破工程为例,基于建筑物地表及典型结构构件监测数据,采用回归分析对高层建筑典型结构构件振动规律进行研究.研究表明:随着距爆源水平距离的增加,垂向、径向和切向振动速度逐渐减小且衰减趋势相似;结构局部振速存在放大效应,在距地高程相同的情况...     

爆破振动对高层框架-剪力墙结构的影响

为了明确爆破冲击波对高层建筑结构构件及其施工安全性的影响,以广东以色列理工学院二期校区爆破工程为例,基于建筑物地表及典型结构构件监测数据,采用回归分析对高层建筑典型结构构件振动规律进行研究。研究表明:随着距爆源水平距离的增加,垂向、径向和切向振动速度逐渐减小且衰减趋势相似;结构局部振速存在放大效应,在距地高程相同的情况下,随着结构构件与地基的自振频率比值的减小,其振速比逐渐增大;在结构构件与地基的自振频率比值相同的情况下,随距地高程的增加,结构构件与地基的振速比呈线性增长。     

地下水封石洞储库爆破振动监测与分析

以烟台万华地下水封石洞液化石油气储库的爆破开挖为研究背景,对地下水封石洞储库爆破振动监测数据进行了分析。以经典的萨道夫斯基经验衰减公式为基础,通过总结前人的研究成果,引入高程差影响因子和高差影响系数,对经典的萨道夫斯基经验衰减公式进行修正,认为当爆源位于测点的正下方时,高差效应最大,当测点与爆源位于同一水平面时,高差效应消失。运用修正的萨道夫斯基经验公式对爆破振动监测数据进行回归分析,拟合精度较高,但是,能否将其作为存在高差效应时的质点振动速度的预测公式尚需更多的工程实践验证。     

桥梁桩基爆破近区地震波传播特性及应用研究

为研究桥梁桩基浅孔爆破地震波在爆源近区的传播特性及对邻近埋地天然气管道的影响,结合荣乌高速桥梁桩基爆破工程,现场布置与试验桩基边沿水平距离为L(2.2 m、3.2 m、5 m、9 m、15 m、21 m)的6个测点在不同的桩基深度H(12 m、14.5 m、15.5 m、18.2 m)下进行爆破试验。试验测试结果表明:随着水平距离的增大,水平径向和垂直方向的爆破振动速度呈现不同的变化趋势,且不同距离范围内,两者之间的大小关系也不相同;水平径向和垂直方向爆破振动速度随桩基深度的增加呈减小趋势,其中距离爆源越近,垂直方向振动速度减小趋势越明显;同等药量条件下,掏槽孔爆破振动远大于周边孔爆破振动。     

85m高的烟囱拆除爆破及其振动测试分析

为了验证爆破方案设计的合理性,介绍了广州油制气厂85m高钢筋混凝土烟囱的定向拆除爆破,同时分析了现场环境和影响倒塌的因素。在实施拆除爆破的设计方案时,沿烟囱倒塌方向前后、侧方及周围厂房布置共计11个测点,对此次拆除爆破进行全程振动监测。通过对实测振动信号和数据分析比较,发现在拆除爆破过程中,距离爆源较近处的爆破振动大于塌落触地振动;塌落触地振动强度不仅与振中距有关,而且测点方位对其也有着重要的影响;通过对测试数据拟合分析,发现减振沟和负高差地形能有效地降低振动强度。该研究为改进和优化拆除爆破方案,利用地形条件选择爆破倾倒方向,降低振动效应对周围环境影响具有一定的参考价值。     

85m高的烟囱拆除爆破及其振动测试分析

为了验证爆破方案设计的合理性,介绍了广州油制气厂85m高钢筋混凝土烟囱的定向拆除爆破,同时分析了现场环境和影响倒塌的因素。在实施拆除爆破的设计方案时,沿烟囱倒塌方向前后、侧方及周围厂房布置共计11个测点,对此次拆除爆破进行全程振动监测。通过对实测振动信号和数据分析比较,发现在拆除爆破过程中,距离爆源较近处的爆破振动大于塌落触地振动;塌落触地振动强度不仅与振中距有关,而且测点方位对其也有着重要的影响;通过对测试数据拟合分析,发现减振沟和负高差地形能有效地降低振动强度。该研究为改进和优化拆除爆破方案,利用地形条件选择爆破倾倒方向,降低振动效应对周围环境影响具有一定的参考价值。     

基于损伤累积的爆破振动传播规律试验研究

为进一步揭示基于损伤累积的爆破振动波传播与衰减规律,设计混凝土试块进行损伤累积及爆破振动测试试验。结果表明,测点损伤值随爆破次数增加持续增大,中远区测点损伤有初期缓增及后期突增两阶段;测点单次爆破振动速度随距离增大而减小,近区测点振动速度减小较中、远区测点快;测点爆破振动速度随爆破次数增加总体减小,且爆源近区减小较快,中远区呈小幅度缓慢减小;随爆破次数继续增大各测点振动速度存有突增过程,且衰减系数 增加缓慢, 值减小,两者均存在小幅度畸变过程;多次爆破时确定振动安全阈值及爆破振动波传播衰减规律( 、 值)时应充分考虑损伤累积效应。     

露井联采爆破振动效应的灰色关联度分析

采用灰色关联理论分析了露井联采中地上台阶爆破对地下巷道影响因素的关联程度。选取最大单响药量、炸药单耗、爆源距测点水平距离、爆源距测点垂直距离、总延时时间、段别间最小延时时间和岩体完整性系数为爆破参考因素;爆破振动峰值速度、峰值频率和振动持续时间为系统参考因素。通过对原始数据无量纲化、负相关转化处理,计算出灰色绝对关联度。进行灰色绝对关联度优势分析,得出了台阶爆破对地下巷道影响的准优因素为最大单响药量。研究结果揭示了露天台阶爆破引起的井下巷道水平方向峰值振动速度、峰值频率以及振动持续时间对于所选爆破相关因素之间的关联序。灰色关联分析的具体结果进一步反映出露井联采地上露天台阶爆破对地下巷道振动效应各主要控制因素,分别为最大单响药量、段别间最小延时时间和岩体完整性系数,在今后的露井联采台阶爆破振动效应控制方案设计中可作为主要参考因素。     

露天矿爆破时砖混结构房屋振动响应的模态参数识别与爆破减振方法

为确保矿区周围房屋安全,采集矿区周围单层砖混结构房屋的爆破振动信号,根据运筹模态分析（operational modal analysis,OMA）相关理论,运用希尔伯特黄变换（Hilbert Huang transform,HHT）和小波包分解的方法对爆破地震波信号进行了分析。确定了单层砖混结构房屋地基与墙壁爆破振动信号的各阶固有频率,得到了不同振动方向各阶的固有模态函数（intrinsic mode function,IMF）贡献率。结果表明:地基与墙壁的IMF贡献率存在明显差异;地基高频序列IMF贡献率较高,墙壁的低频序列IMF贡献率较高。对墙壁测点数据进行分析可知:随着墙壁高度的增加,低频段,低频能量逐渐减小;高频段,高频能量逐渐增加。改变装药结构与间隔起爆时间,可使爆破地震波出现峰谷叠加现象,从而减小爆破振动效应,降低质点的振速。     

中远区微差爆破振动叠加效应影响因素分析

微差爆破中先后起爆的炮孔产生的地震波相互叠加是一种常见现象.从单孔爆破振动特性出发,对中远区微差爆破振动叠加效应的产生及其影响因素进行了分析.微差爆破的振动波形在近区主振相持续时间短,波形窄,叠加效应不明显,各分段爆破的波形基本独立,而中远区振动波形主振相持续时间长,波形拉宽,叠加效应较明显,难以辨别各分段爆破的波形.中远区微差爆破振动叠加效应产生的主要因素是介质的衰减慢.振动叠加强度与爆源结构特性、爆心距和间隔时间有关.     

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。     

基于小波包变换的高程差对爆破震动信号影响分析

爆破施工现场地形一般都有一定的起伏,爆破地点与被保护目标具有一定的高程差。为了研究高程差对爆破震动信号特性影响,依托工程实践,采集了大量爆破震动信号。分析表明正的高程差对爆破地震波峰值具有放大效应,并且放大效应在一定的范围内存在。利用小波包分析的信号处理方法对高程差影响下的爆破震动信号能量分布和时频特征进行了研究。研究表明,正高程差使爆破震动信号中的低频成分增多,低频成分在整个信号中的能量分布有增大趋势,这一特点对爆破地点周围目标保护不利。分析高程差对爆破震动信号的影响,从而优化爆破设计,更好地保护爆破地点周围的目标。结论具有重要的现实意义。     

岩体结构面对爆破地震波传播规律影响分析

为探索岩体结构面对爆破振动速度峰值、主频和信号中的能量分布等的影响,在钻沟石灰石露天矿爆破生产现场进行爆破振动测试。分别采用小波包分析和ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对结构面影响下的爆破振动信号和爆破振动传播规律进行分析研究。小波包分析结果表明,当地震波穿过结构面时,爆破振动频率介于0~15.6 Hz之间的能量占爆破地震波能量比例随之增加,增幅达63.1%,而振动频率介于15.7~31.3 Hz之间的能量比例随之降低,降幅达56.9%。数值模拟结果表明,爆破地震波在未穿过结构面之前和穿过结构面后,振速峰值没有明显的衰减;而穿过结构面时,振速峰值衰减明显,其平均减震率为40.66%。此外,地震波在坡体内受高程和结构面双重作用,导致其放大系数呈先增大后减小的趋势。     

路基边坡逐孔微差爆破对邻近桥梁的影响

为控制山区路基爆破对邻近既有桥梁的危害效应,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立路基边坡-炸药-桥梁三维有限元模型,结合爆破振动实测数据,进行路基边坡爆破振动载荷作用下邻近既有桥梁的振动响应规律分析。通过控制变量法对比分析发现,逐孔起爆微差时间对邻近既有桥梁的爆破振动响应具有非单调性影响规律。研究表明:本工程案例中雷管逐孔起爆延期时间0- 5 ms区间内,可使邻近既有桥梁振速响应取到极小值;桥梁墩柱的振速响应与爆心距离成反比,但桥梁梁体中靠近墩柱处的振速响应则并非随着爆源距离的增加而递减,而是出现一定幅度的上升,爆破安全校核时应充分重视。     

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。     

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.