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。     

黄岛LPG地下储库开挖爆破的振动效应研究

结合实测地表爆破振动速度数据,基于量纲分析理论,提出了考虑爆源埋深的爆破振动速度公式,对黄岛LPG地下储库开挖爆破的振动效应进行了研究。研究表明:对于地下储库开挖爆破,考虑爆源埋深的爆破振动速度公式比萨道夫斯基公式的预测精度更高,但当爆源埋深与爆心距的比值≥0.85时,可以使用萨道夫斯基公式来预测爆破振动速度;垂直向振动速度峰值较大,施工过程中应重点监测;爆破振动速度随爆源埋深的增加呈衰减趋势,不存在爆破振动速度的放大效应。研究结果可为后续的类似研究提供一定的参考。     

黄岛LPG地下储库开挖爆破的振动效应研究

结合实测地表爆破振动速度数据,基于量纲分析理论,提出了考虑爆源埋深的爆破振动速度公式,对黄岛LPG地下储库开挖爆破的振动效应进行了研究。研究表明:对于地下储库开挖爆破,考虑爆源埋深的爆破振动速度公式比萨道夫斯基公式的预测精度更高,但当爆源埋深与爆心距的比值≥0.85时,可以使用萨道夫斯基公式来预测爆破振动速度;垂直向振动速度峰值较大,施工过程中应重点监测;爆破振动速度随爆源埋深的增加呈衰减趋势,不存在爆破振动速度的放大效应。研究结果可为后续的类似研究提供一定的参考。     

爆破振动作用下大型地下洞室群围岩动力响应及合理间距分析

大型地下水封石油洞库由多个地下洞室构成,洞室通常不设衬砌结构,在洞库设计时,洞室之间的间距是需要重点考虑的一个因素。依托某地下水封石油洞库工程,采用现场监测与数值模拟相结合的方法,分析了爆破振动作用下,地下洞室群围岩的动态响应及振动衰减规律。地下洞室掌子面爆破引起的围岩振速在横断面方向随远离爆心呈指数衰减;当在爆破洞室附近存在已开挖洞室时,已开挖洞室迎爆侧边墙处质点振动存在放大效应,峰值振速会放大2.2倍~2.5倍,而在背爆侧围岩峰值振速明显减小,减小幅度为25%~50%。考虑相邻洞室安全间距时,以相邻已开挖洞室迎爆侧边墙处峰值振速为判断指标,表明在地下洞室爆破施工影响下,其相邻已开挖洞室迎爆侧边墙处峰值振速随洞室净间距呈指数衰减;根据《爆破安全规程》相关规定,建议论文依托的地下洞库工程相邻洞室之间的净间距不宜小于30 m。     

岩质深基坑爆破振动放大效应测试研究

为分析岩石深基坑爆破振动沿基坑边坡的传播规律,研究基坑坡顶不同位置处的高程放大效应,以嘉晟国际基坑爆破开挖工程及其对邻近瑞达基坑的影响为实例,在瑞达基坑坡顶边缘位置及两基坑坡顶中间位置分别布置两个测点,监测嘉晟基坑不同开挖深度下两个测点的振动效应,对振动测试数据进行回归分析,并结合实际工况对瑞达基坑坡顶边缘位置质点振动速度进行模拟。结果表明:一定高差范围内,瑞达基坑坡顶边缘质点振动速度峰值与主频随高差增加逐渐增大,超出一定高差范围后则逐渐衰减,利用现场实测与数值模拟数据对基坑边坡进行分区,爆破振动速度增大与衰减的高差临界值分别为6.21 m,8.36 m;两基坑坡顶中间位置处质点无高程放大效应;考虑高程效应的振动速度预测公式精确度优于传统的萨氏公式。研究结论对今后类似工程具有一定的借鉴意义。     

PCA-BP算法在地面爆破振动中的应用

为了更加准确地预测地面爆破的质点峰值振动速度,提出应用一种PCA-BP算法,该算法首先利用主成分分析对爆心距、高程差、总药量、炮孔深度、单段最大药量等地面爆破振动影响因素进行研究,然后结合BP神经网络算法对其爆破质点峰值振动速度进行预测。结果显示:利用PCA-BP算法的预测结果更接近工程实测值,平均相对误差为7.748%,远小于用传统萨道夫斯基经验公式进行预测的平均相对误差32.654%,说明将PCA-BP算法应用到爆破振动工作中是比较可行的,对评估地面振动危害有一定的指导意义。     

基于BP神经网络的桩基爆破振动速度预测

为研究桩基爆破振动对邻近埋地天然气管道的影响,以荣乌高速公路第7标段红泉村3号大桥桩基爆破振动为研究对象,以水平距离、雷管段数、总装药量、最大单段装药量、桩基深度和爆心距作为主要因素,建立桩基爆破振动BP神经网络预测模型,以现场测试的15组数据为学习样本对模型进行训练,以5组数据为检测样本进行预测,并将预测结果与萨道夫斯基公式和高程修正公式进行对比。结果表明:BP神经网络、萨道夫斯基公式和高程修正公式预测平均相对误差分别为7.90%、27.68%和24.30%,BP神经网络比萨道夫斯基公式和高程修正公式预测精度分别提高71.43%和67.49%。     

硬岩地下洞室工程爆破振动与围岩损伤范围相关性研究

为了简便而准确地获取爆破荷载下硬岩地下洞室围岩损伤范围,以某待建重要地下洞室工程为研究背景,采用理论分析和数值模拟的方法,根据爆破设计方案,建立不同药量条件下多段延时爆破累积损伤计算模型,利用等效爆破荷载的方法和LS-DYNA完全重启动技术,得到多段延时爆破荷载作用下的爆破振动数据和围岩累积损伤范围。分析地下洞室围岩累积损伤效应,研究爆破振动与围岩累积损伤范围之间的相关性。研究结果表明：诱导地下洞室周边围岩损伤的荷载主要来自于二圈孔和周边孔爆破,其中洞室拱顶围岩损伤范围(2.21 m)明显大于拱腰围岩损伤范围(2.05 m);爆破全时程振动曲线的峰值处于掏槽孔延期时间范围内,与造成洞室周边围岩损伤的爆破段位不一致,应以对围岩损伤影响较大爆破段位的质点峰值振动速度研究与围岩损伤范围的相关性;建立了围岩累积损伤范围与爆破药量、爆心距和质点峰值振动速度之间的量化关系,得到了可通过任意爆心距处质点峰值振动速度推断围岩累积损伤范围的函数关系式,为控制围岩爆破损伤提供依据。     

爆震的放大效应与二元回归分析

1 爆震的动力放大效应在爆震速度的表达式中 R为测点与爆破中心的水平距离(简称爆心距),并未考虑二者的高程差。事实上,若测点高于爆心时(其高差用H表示),震速有增大的现象,即所谓“动力放大效应”。例如,露天大爆破中,距爆心甚远处有一山     

露天转地下采深影响下爆破振动速度传播规律

为研究采矿深度影响下爆破振动速度的传播规律,以大冶铁矿东露天采场狮子山北帮边坡露天转地下开采工程实际为背景,运用ANSYS/LS-DYNA建立简化模型对矿山露天开采以及不同采矿深度的地下开采爆破过程进行模拟,并用现场实测数据对模拟结果进行了验证。分别研究了不同采深影响下边坡面质点、坡体内质点、坡面同一质点以及同一采深条件下坡体内质点振动强度特征及其爆破振动速度传播规律。结果表明:(1)与露天开采爆破相比,地下开采引起的质点振动速度衰减更趋缓慢;(2)随着采矿深度的增加,坡体内径向、切向和垂直三个方向上的质点振动速度均具有放大效应,但当爆心距超过一定范围后,爆破振动速度放大效应消失,仍表现为为随爆心距增加而衰减的效应。(3)随爆心距的增加,坡面质点垂直振动速度随采矿深度增加以放大效应为主,水平方向的质点振动速度在一定的距离范围内相差不大,不具有明显的放大或衰减效应。     

钻孔爆破中质点振动速度的预测公式探讨

以人和场浅埋隧道掘进爆破的地震波实测数据为基础，通过分析隧道边墙和地表振动速度在不同爆破条件下的变化特征发现，同一测点的振动速度除了与药量、爆源距有关外，还与钻孔爆破的自由面条件有关。针对萨道夫斯基公式不能反映钻孔爆破的自由面尺寸的不足，提出了可体现自由面面积对爆破震动强度产生较大影响这一特点的修正公式。对实刹振动速度的预测计算表明，该修正公式的准确率比萨道夫斯基公式高80％，且对于质点振动速度大于0．5cm／s的测点，其相对误差不超过5％的测点数达90％以上，而萨道夫斯基公式的相应值则小于15％。     

单孔爆破振动监测与衰减规律多元线性化回归

岩体爆破振动效应与其影响因素之间存在复杂的非线性关系,准确预测爆破振动衰减规律是开展爆破设计与灾害控制的基础。在分析了传统萨道夫斯基公式存在不足的基础上,引入了考虑质点与爆心高程差的萨道夫斯基修正公式,并将其非线性函数关系式线性化,建立了爆破振动衰减规律多元线性数学模型;运用最小二乘法理论推导得到模型中K、α和β三个未知参量,获得了修正的萨道夫斯基爆破振动衰减多元线性化回归公式。针对铜坑矿锌铜矿岩体单孔爆破振动监测数据和工程地质条件,采用所提出的爆破振动衰减规律多元线性化回归公式对监测结果进行分析。研究结果表明,所提出的爆破振动衰减多元线性化回归公式可靠度高,且式中参量表达含义与锌铜矿岩体坚硬特性相吻合,能够为锌铜矿体后期爆破开采设计提供科学指导。     

地铁隧道爆破振动对地面的影响规律研究

为控制地铁爆破开挖引起的振动对地表建筑物的影响,需要探明爆破振动传播至地表过程中的衰减规律。通过中深孔爆破法进行现场试验,试验孔装药量对应实际工程中单段药量,模拟大连地铁1号线隧道爆破掘进作业,采用钻孔监测与地表监测相结合的方法,分别在地表和地表以下1.5 m,7.5 m和15 m深的孔内安置监测点,监测爆破振动在不同深度的质点振速。同时,利用FLAC3D软件对现场试验中各观测点质点振速峰值进行数值计算,分别采集试验与数值模拟的质点振速峰值,并通过萨道夫斯基经验公式进行回归分析。结果表明:地下爆破振速的监测结果较地表小,振速峰值约为地面的50%~64%;对比萨道夫斯基公式反算的振速与数值模拟计算结果,数值模拟得到的质点振速与实测结果更接近,可以通过数值模拟结果对萨道夫斯基公式进行修正以提高预测精度。     

基于PSO-LSSVM算法的地下储气库洞室群爆破振动预测

超大断面小净距地下储气库洞室群开挖爆破工程中涉及到众多的影响因素,传统人工智能方法难以对爆破峰值振动速度准确预测。为了提高预测精度,引入粒子群算法,对传统的最小二乘支持向量机模型(LS-SVM)进行优化并建立粒子群最小二乘支持向量机爆破峰值振动速度预测模型(PSO-LSSVM)。以某地下储气库洞室群开挖爆破工程为研究对象,应用PSO-LSSVM模型,将PSO-LSSVM模型与LS-SVM模型、萨道夫斯基经验公式的预测结果进行对比,得到三种预测的结果平均绝对相对误差分别为:5.50%、8.56%、23.45%。由此可见,PSO-LSSVM模型的预测结果与实测数据拟合度更高,精确度更满足工程需求,可为多因素作用下类似工程爆破峰值振动速度预测提供借鉴。     

深孔爆破巷道动态应力比评价安全判据

为研究爆破振动波在石英岩中的传播规律,以建德大岩山石英矿阶段运输巷道为依托,通过对采场深孔爆破时阶段运输巷道底板的速度—时间信号的采集,结合萨道夫斯基公式,以动力应力比评价为依据,判断爆破振动对巷道稳定性的影响,结果发现在钻孔孔径90 mm、单响药量30.5 kg、爆心距15.7 m的条件下,巷道围岩不会发现明显损伤。     

深孔爆破巷道动态应力比评价安全判据

为研究爆破振动波在石英岩中的传播规律,以建德大岩山石英矿阶段运输巷道为依托,通过对采场深孔爆破时阶段运输巷道底板的速度—时间信号的采集,结合萨道夫斯基公式,以动力应力比评价为依据,判断爆破振动对巷道稳定性的影响,结果发现在钻孔孔径90 mm、单响药量30.5 kg、爆心距15.7 m的条件下,巷道围岩不会发现明显损伤。     

爆破动力作用下小净距隧道围岩振动效应分析

以渝长高速公路武隆小净距隧道掘进爆破为背景,应用FLAC3D数值模拟法进行隧道掘进爆破条件下的前洞围岩振动效应分析.通过计算结果与试验数据的对比分析,证明了应用此计算方法进行振动强度分析的可行性.进一步分析表明,全断面不同循环进尺爆破方案引起振动速度的分布规律基本相同;在爆破掌子面前,前洞迎爆侧边墙上的最大振动速度沿隧道轴线方向随水平距离增大有明显的放大现象,最大振动速度发生在爆破掌子面前面10 m左右前洞断面迎爆侧的边墙上;在爆区附近,前洞迎爆侧围岩上的振动速度是背爆侧的6-10倍.     

台阶爆破质点振速的高程效应研究

为了研究台阶爆破振动高程效应,采用NUBOX-6016对露天矿山爆破现场质点振动速度进行长时间监测。通过监测数据的对比分析发现,在正高差地形下,质点振速多表现为先衰减后放大的高程效应,而在负高差地形下,质点振速多表现为先放大后衰减的现象。研究结果表明:正高差边坡在爆破振动载荷作用下产生"鞭梢效应",使台阶突出部位岩体发生显著的高程放大效应;负高差边坡易使入、反射波叠加发生"坡面效应",导致振动速度局部放大。地震波的绕射对高程效应产生了重要影响,绕射叠加放大现象跟边坡形状及与爆区的相对位置有关。     

基于萨式公式的冻结法爆破振速和安全药量控制研究

为探究爆破地震波传播规律以及实现对安全装药量的严格控制,基于萨道夫斯基公式,以某矿山爆破施工为研究对象,通过爆破振动测试和回归分析,研究了x、y和z方向的振动速度及安全药量.结果表明:在需保护的建(构)筑物附近进行钻爆开挖时,应按三向药量最小值进行药量控制.当开挖面掘进至冷冻管正下方时,冷冻管位置垂直方向的爆破振动速度...     

取水隧洞内外爆破振动安全分析

为确保核电工程前期取水隧洞的顺利建设和后期核岛及附属结构的安全运营,对广东台山核电站取水隧洞爆破开挖过程中其内部与地表的振动进行测试。根据隧洞内部与地表处设置的振动监测点与开挖面的距离不同,爆破振动测试过程中的监测点可分为3个区域。通过分析不同区域地下及地表的质点峰值振动速度传播规律发现:不同区域质点峰值振动速度随比例药量的增加整体呈增大的变化趋势;对于距离爆源较近的区域,隧洞内部的振动速度大于地表振动速度,而距离爆源较远区域其地表的振动速度大于隧洞内部的振动速度。另外,随爆源距的增加,地表振动衰减系数逐渐减小,而隧道内部衰减系数逐渐增加。因此,对于具有多项控制要求的浅埋地下隧道工程爆破,应分区域进行地下、地表振动监测,以达到控制爆破振动安全的要求。