延期时差对多截面承重立柱框架结构拆除爆破效果的影响

为了探究多截面承重立柱框架结构在三角形爆破切口下的最优延期时差,利用ANSYS/LS-DYNA软件,采用有限元方法建立分离式共节点模型,对8种不同延期时差下结构的倒塌效果进行数值模拟,分析延期时差对多截面承重立柱框架结构拆除爆破效果的影响规律。通过分析比较得出:爆堆高度和后坐距离随着延期时差的增大先减小后增加,最后趋于稳定。其中,当延期时差为500 ms时,爆堆高度最小;当延期时差为400 ms时,后坐距离最小。且实际爆破现场也和数值模拟的结果较为相符,说明数值模拟可以有效地指导爆破施工。     

切口方式与延期时差对框架结构爆破拆除效果的影响

切口方式与延期时差对拆除爆破倒塌效果有重要影响,尤其是对小高宽比的框架结构。因此,通过数值模拟对结构倒塌效果进行分析,对于爆破方案的选取具有一定的指导意义。针对某9层框架结构拆除爆破实例,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,采用整体式模型,对不同切口形式和延期时差的框架结构倒塌过程进行数值模拟。对框架结构底层最后一排立柱拆除与否,以及最后两个爆破区段延期时差分别为0.3 s或0.5 s,这4种情况下的结构倒塌进行对比分析。结果表明:在爆破切口延期时差相同时,底层最后一排立柱拆除,框架结构的塑性铰形成位置较不拆除时下降,结构解体完全,爆堆高度也降低,倒塌效果较好;在相同切口形式时,爆破区段延期时间不同,框架结构塑性铰形成位置和倒塌效果也有所不同。     

延期时间对冷却塔爆破倒塌效果影响的研究

为研究延期时间对冷却塔爆破倒塌效果的影响。首先利用弹塑性理论对冷却塔第三区起爆前后的倾覆条件与圈梁及人字柱截面的强度进行校核。然后利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对三种不同的延期时间下冷却塔爆破倒塌进行数值模拟,并对三种条件下冷却塔的倒塌效果进行对比分析。研究结果表明:增加第三区的延期时间,有利于减少爆破切口形成瞬间塔身的重力势能,降低触地时塔身动能,从而减少了由于冷却塔倒塌而诱发的塌落振动;另外,倒塌后的爆堆长度在一定程度上随延期时间增加而减少最终保持稳定。     

爆破切口高度对小高宽比框架结构爆破拆除效果的影响

为进一步研究爆破切口高度对小高宽比框架结构倒塌效果的影响规律,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,通过建立分离式共节点钢筋混凝土框架结构模型,根据倒塌角理论,依次取倒塌角为20°、25°、30°、35°、35°(松动爆破)、40°。对6种不同爆破切口下结构的倒塌效果进行模拟,将数值模拟结果导入到后处理软件LS-PrePost中进行处理,将1 s作为时间间隔,以结构竖向塌落速度小于200 mm/s为倒塌完成时刻并与工程实际进行对比。研究结果表明：随着爆破切口高度的增加,积累能量也就越多,结构的后坐距离也不断增加,且增速呈上升趋势;而爆堆高度和爆破切口的高度成反比,且随切口高度的增加逐渐趋于稳定。对爆破拆除小高宽比框架结构的类似工程要尽量避免过大的爆破切口高度,合适的爆破切口高度为上仰夹角在30°～35°。     

复杂环境下框剪结构烂尾楼定向爆破拆除

根据框架-剪力墙结构烂尾楼的结构特点,以及周边环境情况,采取"Ⅰ区、Ⅱ区依次向东定向倒塌"的总体爆破方案。由于倒塌空间有限,为减小大楼的倒塌距离,将Ⅰ区的爆破切口提高至5层,Ⅱ区延迟Ⅰ区460 ms起爆。运用LS-DYNA动力学有限元软件,验证了爆破总体方案的合理性,计算得到的倒塌运动过程和堆积形态与实际效果比较吻合。结合现场踏勘情况,对大楼的爆破倒塌效果进行了详细分析,结果表明:采用"分区间隔延时"爆破拆除框剪结构大楼时,合理的爆破切口高度和延期时间是关键;在定向倒塌方案中,为降低爆堆高度,需要对梁结构进行爆破弱化处理。     

复杂环境下数码电子雷管在土石方爆破工程中的应用

合宁高速改扩建工程待爆区域紧贴高速公路,边坡高度高,爆堆易挤向高速公路,为控制爆堆方向以减少对高速公路路面及通车的影响,爆破中使用数码电子雷管精确控制爆破时序。待爆区域为3座山体,根据爆区地形地质条件和周围环境以及设计要求,决定采用排间延时松动爆破,采用110 ms间隔由两边向中间对称逐排起爆。第1个山体共29排,延期时间为260～1800 ms;第2个山体共37排,延期时间为150～2100 ms;第3个山体,因体量大采取了中间20排的每排前3个孔逐孔起爆,在此基础上采用110 ms间隔由两边向中间对称逐排起爆,共57排,延期时间为150～6300 ms。为节省爆破工程成本,本次爆破采用了导爆索和数码电子雷管结合网路,对于设置为同一延期时间起爆的炮孔用导爆索串接代替数码电子雷管,节约数码电子雷管数量约800发,实际数码电子雷管使用数量仅390发。起爆后,3座山体完全按照预期成功爆破,爆堆范围合理,飞石控制良好,完全达到了爆破目标。     

框-筒结构楼房折叠爆破拆除数值模拟研究

待拆除建筑物为框-筒结构，结构强度高，稳定性好，且位于建筑物和人口密集区，周边环境复杂。为确定合理的爆破拆除方案，提出“立体化渐变起爆”方法，即爆破缺口水平面和垂直平面的相邻爆破立柱炮孔延期时间差异化，实现空间上延时的一种起爆方式。然后利用ANSYS/LSDYNA有限元软件，对V形起爆、对称起爆和“立体化渐变起爆”三种不同起爆方式的爆破方案进行模拟分析，通过对比爆堆形态、爆堆范围和结构触地时能量变化等方面，最终确定了延期时间为0.50 s的立体化渐变起爆的爆破方案。结果表明：立体化渐变起爆与对称起爆相比，结构触地时动能降低50%,内能提高47%,与V形起爆相比，结构触地时动能降低36%,内能提高31%;采用立体化渐变起爆降低了结构的塌落触地振动，结构解体完全，减小了爆堆的范围；起爆方式相同，延期时间为0.50 s时的爆堆宽度和长度及结构的塌落触地振动均比0.25 s时小；数值模拟上部结构触地时刻为3.8 s,实际上部结构触地时刻为4.0 s,而最终爆堆形成均为6.0 s,数值模拟楼房的倒塌过程和爆堆范围与实际爆破效果基本吻合。     

复杂环境下高耸烟囱爆破拆除方案优化数值研究

为实现复杂环境下62.8 m高砖结构烟囱的爆破拆除,充分考虑了烟囱的结构和周围环境,在东西北三面倒塌空间不足的情况下比较各种拆除方案。经分析初选单向折叠爆破和双向折叠爆破两种方案对烟囱进行爆破拆除,设计上下切口圆心角为220°,下切口设置在烟囱0.5 m高处,切口高度为2 m,上切口设置在烟囱30 m高处,对上切口参数进行模拟优化。利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对初选方案进行倒塌效果对比,计算得出单向折叠爆破不满足拆除要求,遂选定双向折叠爆破。通过对1 m、1.5 m、2 m上切口高度和0.5 s、1 s、1.5 s、2 s、2.5 s上下切口爆破延期时差时间下的烟囱倒塌过程进行模拟,得到了不同工况条件下烟囱的倒塌过程和爆堆分布范围,分析比较后确定了上切口高度为1 m,上下切口爆破延期时差为1 s时,烟囱折叠效果最好,倒塌空间小。进行爆破振动和飞石防护相关安全防护措施设计后,爆破效果表明：在爆破过程中,烟囱按照设计方向顺利倒塌,周围建(构)筑物未出现损害,整体效果良好,到达预期目标。     

基于改进的线性叠加法和岩石破碎效果的最优延期时间分析

延期时间的优选对于矿山爆破振动的控制以及爆破技术经济效果的保障都至关重要。改进的线性叠加法可用于研究爆破振动质点峰值振速(PPV)与不同延期时间的关系。首先，利用傅里叶级数来表示实测单孔爆破振动波形；其次，在傅立叶级数展开式的系数和相位中加入随机变量生成指定数量的单孔爆破振动波形；再次，利用蒙特卡洛模拟计算0 ms到250 ms之间每个延期时间对应的PPV均值，得到PPV随延期时间变化曲线。实例分析结果表明：若以距离爆源531 m处的民房为保护目标，以0.45 cm/s为峰值质点振速控制标准，7 ms以上的延期时间均可选择，并且当延期时间增大，PPV呈减小趋势。结合矿山岩石破碎效果试验，大块量随米延期时间增大呈先减小后增大的抛物线变化规律，其最小值出现在米延期为7 ms/m处。若以爆破振动监测所在矿山的6 m孔距算，其岩石破碎最优延期时间约为40 ms。综合爆破振动蒙特卡洛模拟结果和矿山岩石破碎效果试验结果，得到该矿山爆破最优延期时间可选择为40 ms。     

爆破切口高度对框架结构后坐影响的数值分析

以框架结构爆破后坐理论分析为指导,根据力学原理,提出爆破切口高度太大不利于楼房倒塌,并导出了框架结构爆破拆除的合理爆高。结合工程实例,利用ANSYS/LS-DYNA建立框架结构爆破倒塌的数值模型,其模拟结果与实际情况基本吻合,表明采用数值模拟方法预估楼房爆破后坐是可行的;通过对12层框架结构定向爆破的模拟分析,提出框架结构楼房爆破,要倾覆力矩大,产生后坐小,爆破切口高度应选择在框架结构重心H_0的1/2处;要使楼房爆破后坐小,后排立柱也要炸,爆高只需在后排立柱根部形成转动铰支即可;若后排立柱不炸,应削弱柱根强度,以确保楼体在柱根处形成转动铰支;为阻止楼房爆破时后坐,可在楼房后排立柱根部堆一定高度和强度土渣。     

基于数值模拟的铁四院前大楼拆除爆破方案优化

爆破拆除的铁四院前大楼为砖混外套框架的"楼包楼"特殊结构,周边环境复杂。为确定合理的爆破拆除方案和爆破参数,控制其倒塌姿态和爆堆范围,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立分离式耦合模型,对多个拆除爆破方案进行模拟分析,确定了单向折叠爆破方案,并对折叠爆破方案中的切口起爆时差,立柱破坏部位,立柱爆高等参数进行优化,其中上下切口起爆时差调整为1020 ms,中间与两侧时差为880 ms,后排支撑区立柱实施松动爆破,同时提高上切口立柱爆破高度。采用优化方案,建筑物被成功爆破,结构折叠形态明显,爆破效果理想。实际爆破结果表明,爆破切口的形成和闭合、结构倒塌过程、塌落范围与形态等与模拟结果基本一致。     

复杂环境下“L”型框架楼房定向爆破拆除

介绍了9层"L"型框架楼房整体倾倒爆破拆除施工方案。爆破拆除楼房结构比较特殊,且爆破周围环境较为复杂。根据楼房"L"结构特点,采取前后上下各设两个爆破切口的技术方案;上下切口延时300 ms,前后切口延时880 ms的起爆网路;并通过采用爆破体多层近体防护及消防水幕墙双层降尘等措施,有效控制爆破有害效应。楼房爆堆范围和高度符合设计要求。     

基于无人机航测的露天矿爆堆形态与延期间隔的研究

在露天矿爆破工程中,爆破延时对爆堆形态有着重要的影响.研究爆堆形态特征随爆破延时的变化规律,可以优化爆破设计方案,便于铲装、运输及破碎等后序工序的进行,提高矿山生产效益.矿山生产中爆堆形态主要通过爆堆的高度、外形特征等方面进行评价.通过分析爆堆形态是否符合铲装设备生产要求可评价爆破效果的理想性.选取某露天矿山台阶爆破工...     

内含解毒塔的不对称框架结构解毒房的定向爆破拆除?

以沈阳铬渣无害化处理厂解毒房爆破拆除为工程实例,研究内含解毒塔的不对称框架结构的解毒房的定向拆除爆破。根据实际工程设计模拟方案,针对不同爆高和不同延期时间,采用LS-DYNA软件进行4种爆破方案的模拟,经对比分析,得出最佳的爆破方案。分析解毒塔下落过程可知,最后一排立柱起爆的时间要小于整体形成有效倾角的时间,同时也要小于解毒塔的落地时间,起爆时间与爆高是解毒房顺利倒塌的关键。理论计算解毒房倒塌转角随时间的变化,与模拟较为符合;实际倒塌转角随时间的变化与模拟过程更为接近,采用LS-DYNA软件可以较好地模拟爆破拆除过程。     

基于 LS-DYNA 的临近采空区多段爆破微差时间优化研究

临近采空区多段毫秒微差爆破的微差时间选取直接关乎采空区顶板的稳定性。为了探究临近采空区毫秒延时爆破最优微差间隔时间,在分析总结国内外实际生产中选取的微差间隔时间的基础上,将某地下矿山实际开采情况简化为花岗岩介质中采空区附近2个柱形耦合装药炮孔研究模型,并从计算机模拟的角度,运用 ANSYS/ LS-DYNA 有限元动力分析程序对微差间隔时间分别为0 ms/ m、3 ms/ m、5 ms/ m、7 ms/ m、8 ms/ m 的毫秒微差爆炸过程分别进行数值计算,得到了爆炸过程中采空区顶板观测点的振动速度-时间曲线及振速峰值。分析结果表明：微差间隔时间为28 ms,即7 ms/ m 时干涉减振效果最优。     

城镇浅孔爆破逐孔起爆合理延时的研究

以昆明市某深基坑爆破开挖工程为背景,构建浅孔逐孔起爆的三维数值计算模型,对不同延时的应力时程和质点峰值振速进行数值模拟,获得浅孔逐孔起爆的合理延时。模拟研究结果表明:延时35 ms、50 ms均可获得良好的岩石破碎效果,但延时35 ms引起的质点峰值振速更小,故针对工程要求的松动爆破,延时35 ms的逐孔起爆模型效果更佳。现场试验结果表明:延时35 ms的方案从岩石破碎、飞石及振动等各方面综合来看,效果是最佳的,验证了数值模拟计算结果的正确性。     

延时时间对露天深孔爆破破碎效果的影响研究

为探索孔间延时对露天深孔爆破岩体破碎效果的影响规律,采用ANSYS/LS-DYNA模拟了排间延时为50 ms,孔间延时分别为16、19、22、25、28 ms时,不利破碎区域的等效应力情况。得出排间延时为50 ms,孔间延时为19 ms时,不利破碎区域的最大等效应力平均值达到最大,可取得良好的爆破效果。然后通过现场试验,获得爆堆岩石块度尺寸分布、最大块度尺寸和大块率。结果表明:孔间延时对爆破后的岩石破碎效果有着重要的影响,当排间延时为50 ms,孔间延时为19 ms时,爆破后的岩石最大块度尺寸和大块率均达到最低,岩石的破碎效果较好,与数值模拟结果相符,研究结果可为类似的矿山生产提供借鉴指导作用。     

爆破移除钢筋混凝土框架柱倒塌性能试验研究

为研究钢筋混凝土空间框架结构的抗倒塌性能,采用爆破方式对一4层2跨2开间的RC框架结构短边中柱和角柱进行了快速移除倒塌试验,通过试验获取了爆破移除框架柱作用过程、结构的动力响应、柱的失效时间和空间空腹梁对荷载分布的影响等数据。试验结果表明:试验框架在快速移除边中柱与角柱后,柱头位移较小,结构没有发生倒塌,处于弹性变形范围。爆炸引起RC框架柱的失效时间约100 ms,结构变形晚于爆炸应力波40 ms左右。在爆破过程中,柱内纵向钢筋在应力波和爆轰气体压力共同作用下向外严重鼓曲变形,对上部结构产生较大的拉伸作用,加大了结构倒塌风险。横向或纵向的空间空腹梁作用是结构在柱失效后的荷载重分布的主要受力机理。