考虑密集系数的台阶松动爆破振动速度预测模型

为提高台阶松动爆破振动峰值速度的预测精度，减少由爆破振动引起的次生灾害事故，通过分析两种具有代表性的爆破振动峰值速度预测模型存在的不足，利用能量守恒定律分析了密集系数对爆破振动速度衰减的影响，基于量纲理论推导出考虑密集系数的多元非线性爆破振动速度预测模型，并结合具体实际工程，对监测数据进行非线性回归分析。结果表明：考虑密集系数的爆破振动速度预测模型相较于两种经典预测模型其预测精度提高了9.99%和4.16%,具有更高的预测精度，同时可为爆破工程设计提供指导，达到防控振动灾害的目的，为类似工程提供参考与借鉴。     

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。     

下穿古遗址隧道爆破振动预测模型及安全限界

为确保隧道爆破掘进所诱发的振动对明长城遗址不造成影响,以萨道夫斯基公式为基础,基于量纲分析法建立多影响因素的隧道台阶爆破地表质点峰值振动速度预测模型;在此基础上对现场监测数据进行非线性回归运算,将运算结果分别回代萨氏公式及新建公式进行振速预测,并做出准确度评价,二者最大平均相对误差分别为40.4%与15.9%,证明了新建公式对振速预测的准确性。同时利用HHT法对爆破振动信号进行处理,获得Hilbert谱及相应的瞬时能量图,从能量角度分析了爆破振动的传播衰减规律;同时依据相关规程考虑最不利因素,确定保护明长城遗址的安全限界,并提出相应的减振措施,为下穿明长城遗址段爆破施工方案设计及相关科学研究提供理论参考依据。     

群孔齐发爆破岩体振动频谱特性研究

基于理论分析推导出群孔等效爆炸荷载的频域表达式,并代入黏性岩体爆破振动速度幅值谱表达式中,得到群孔齐发爆破激发的岩体振动速度幅值谱表达式.针对露天台阶深孔爆破,以正方形布置的四孔爆破作为研究对象,研究群孔齐发爆破岩体振动频率的影响因素及主频衰减机制.结果表明:群孔齐发起爆激发的振动速度幅值谱随爆心距、炮孔间距、单孔药量...     

水下爆破振动特征及衰减规律研究

针对传统质点峰值振动速度公式因没有考虑水体波动对爆破振动传播的影响导致预测结果精度较差的问题,以某核电站水下爆破实验为背景,分析了水下钻孔爆破时地面质点振动特征和水下爆破地震波的衰减规律。由现场实测爆破振动速度数据分析结果可知,水下爆破产生的地震波具有振幅小,衰减慢等特点,传统的质点峰值振动速度公式不适用于水下爆破振动传播的预测,鉴于此,对其进行修正。修正后的预测公式考虑水深比的影响,将拟合系数从0.45提高到0.92,由此可见,修正的预测公式能够更好地反映水下爆破振动衰减规律。由于爆破振动的频谱特征也是决定其灾害程度的重要因素,因此通过傅里叶变换,对比分析了水下爆破与露天爆破的频谱特征。结果表明,水下爆破具有明显的滤频效应,具有主频小,频带窄,能量小等特点。研究结果可为水下爆破灾害的有效控制提供依据。     

爆破振动主频衰减公式研究

从无限弹性岩体中球形空腔受动内压作用激发弹性波的解析解出发,结合爆破振动频率衰减规律的量纲分析,推导出球形药包激发爆破振动主频的衰减公式。在此基础上,利用钻孔爆破中装药量与直径的关系,结合岩体破碎范围、台阶高度和抵抗线间关系等的讨论,论证了基于球形药包推导的爆破振动频率衰减公式适用钻孔爆破的可行性。结合球形药包爆破振动模拟和某次单孔爆破振动主频实测资料的拟合分析,验证了建议频率衰减公式的有效性。     

复杂环境下爆破振动速度预测模型分析

为了预测及分析邕宁水利枢纽工程爆破振动的传播与衰减规律,进而控制爆破所带来的危害,减小负面影响,采用爆破振动测试仪在现场布置了4个监测点,对爆破振动速度进行实测。由于传统的萨道夫斯基模型预测地形变化较大的爆破振动速度的精确度较低,因此根据实测数据和前人改进的2种预测模型,通过回归分析,将以萨道夫斯基模型为主、考虑髙程和岩体累计损伤的爆破振动速度预测模型进行变换,得到现场实验条件下的3组回归公式。同时,比较分析了实测爆破振动峰值速度与不同预测模型得到的爆破振动峰值速度。结果表明:髙程及岩体损伤对爆破振动效应具有较大的影响,改进后的爆破振动速度预测模型的精确度较高,能较好地反映该区域爆破振动传播与衰减规律。     

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。     

水下爆破激励堤岸振动主频的衰减规律

为了探究水下爆破激励堤岸岩土振动的主频及其传播过程的衰减规律,采用量纲分析法,考虑水、土介质变化物征,建立了影响爆破振动主频各物理量之间的泛函。结合江西省宜春市秀江双桥爆破拆除作业获得的水下爆破振动在堤岸及其近邻域传播测试数据,通过回归拟合,求解爆破振动主频公式。得到爆破振动主频预测值与实测值的平均相对误差为8.87%,较未考虑水土介质变化特征的预测方法得到的平均相对误差小。结果表明,通过引入监测点距爆心之间水、土介质传播域距离比值系数,使得振动主频的预测表达式符合水下爆破振动在堤岸传播的工程物理实际。     

临近燃气管道的爆破质点峰值振速预测

为研究南宁市某水利枢纽疏浚爆破对临近燃气管道产生爆破振动的衰减规律及其影响,采用爆破振动测试仪对爆破荷载下燃气管道的振动峰值速度进行监测。根据实测数据,利用线性回归与非线性回归方法进行分析。结果表明:运用回归分析得到的预测模型拟合精度较高,且非线性回归分析的预测模型比线性回归分析的预测模型精度高。非线性回归分析模型的相对误差为5.44%,线性回归分析模型的相对误差为6.38%。     

临近燃气管道的爆破质点峰值振速预测

为研究南宁市某水利枢纽疏浚爆破对临近燃气管道产生爆破振动的衰减规律及其影响,采用爆破振动测试仪对爆破荷载下燃气管道的振动峰值速度进行监测。根据实测数据,利用线性回归与非线性回归方法进行分析。结果表明:运用回归分析得到的预测模型拟合精度较高,且非线性回归分析的预测模型比线性回归分析的预测模型精度高。非线性回归分析模型的相对误差为5.44%,线性回归分析模型的相对误差为6.38%。     

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。     

地下工程喷射混凝土爆破振动安全标准研究

根据一维波动理论,通过分析应力波在不同介质中反射和透射的过程,研究了爆破振动应力波对巷道围岩和喷射混凝土的破坏作用。结果表明,在爆破振动应力波的作用下,对于坚硬岩体,支护结构的破坏主要由喷射混凝土的抗拉强度所决定;而对于软岩体,支护结构的破坏则主要由喷射混凝土与围岩的交界面的抗拉强度所决定。同时,通过研究爆破振动在围岩中的传播规律,得到了掘进爆破工程中喷射混凝土支护的安全距离,为地下掘进爆破工程施工以及喷射混凝土初期支护的设计提供了一定参考。     

钻爆法原位扩建隧道的振动监测分析

为了研究城市环境下钻爆法施工对周边环境的振动影响,以福州市马尾隧道原位扩建工程为背景,在北洞钻爆扩挖过程中,对南洞衬砌结构上的振动效应进行跟踪监测。通过选取单段最大装药量、爆心距为变量,归纳整理峰值振速的规律,并采用萨道夫公式拟合空洞赋存条件下的振速衰减规律。结果表明,既有空洞对爆破振动的衰减有很大影响:以II级围岩段为例,单空洞情况下其衰减指数α为1.476,接近硬岩的上限;而双空洞情况下其衰减指数α达到1.836,已落入软岩的推荐取值范围。拟合公式可应用于赋存空洞条件下的爆破振速估算;同时建议后续南洞扩挖及类似扩建工程中,可以充分发挥既有空洞的减振效应,适当加大进尺、缩短工期、提高施工效率。     

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。     

地铁车站开挖爆破地震波衰减特性监测分析

为了控制下穿于建筑密集、交通流量大的重庆市主干道洪湖东路地铁车站,爆破开挖产生的爆破振动对围岩和施工周边环境的影响。对其产生的爆破振动进行了监测,并应用线性回归分析法对围岩质点振动速度峰值进行了统计分析,总结了该围岩中爆破地震波的衰减规律。根据开挖区域允许的爆破振动速度,计算其爆破施工安全许可的单段最大起爆药量为1.8kg,从而为车站开挖爆破设计和施工提供了理论指导。监测结果表明,在车站开挖爆破近区围岩中,垂直方向质点振动速度较大,随着比例距离的增加,垂直方向振动速度与水平方向振动速度趋于接近。     

地铁车站开挖爆破地震波衰减特性监测分析

为了控制下穿于建筑密集、交通流量大的重庆市主干道洪湖东路地铁车站,爆破开挖产生的爆破振动对围岩和施工周边环境的影响。对其产生的爆破振动进行了监测,并应用线性回归分析法对围岩质点振动速度峰值进行了统计分析,总结了该围岩中爆破地震波的衰减规律。根据开挖区域允许的爆破振动速度,计算其爆破施工安全许可的单段最大起爆药量为1.8kg,从而为车站开挖爆破设计和施工提供了理论指导。监测结果表明,在车站开挖爆破近区围岩中,垂直方向质点振动速度较大,随着比例距离的增加,垂直方向振动速度与水平方向振动速度趋于接近。