台阶地形对爆破振动波传播影响的数值模拟研究

岩体的质点振动幅度和频率与建(构)筑物的失稳和破坏关系十分密切,而台阶地形会对爆破振动波的传播规律产生明显影响,因此研究爆破荷载作用下台阶地形的动力响应具有重要意义。基于FLAC2D程序,采用平面应变模式,假定爆破荷载为三角形脉冲波并垂直施加于孔壁,模拟分析了爆破荷载作用下台阶地形的动力响应。首先研究了台阶的高程放大效应,发现随台阶高度增加高程放大系数先增加后减小,放大系数存在一个极大值,这与现场试验结果相符,说明了数值模拟的可行性。其次,通过在地表不同部位布置振动监测点分析了质点振动幅度峰值(PPV)沿地表的分布规律,结果表明PPV的分布特征与台阶的高度和倾角密切相关。最后,采用傅里叶变换分析了爆破振动波的频谱特性,发现爆破振动波通过台阶地形时其低频成分所占比重随台阶高度增加而增加。

波浪在台阶地形上的破碎

国内外已有不少在珊瑚礁盘上建造建筑物的实例，但对波浪在跨越礁盘时的破碎规律目前尚缺乏深入的了解．本文将珊瑚礁盘简化为台阶地形，对规则波在台阶地形上的破碎规律进行了实验研究，得到了描述波浪临界破碎、破波带宽及波浪衰减规律的经验公式．这些结果可为珊瑚礁盘上的建筑物设计提供依据．

地震体波斜入射情形下台阶地形引起的波型转换

本文首次对地震体波斜入射情形下竖直、倾斜台阶地形引起的波型转换进行了数值模拟 ,结果表明 :地震波的斜入射会使台阶上角点引起更强的转换面波 ;转换Rayleigh面波最大振幅可达弹性半空间表面自由场位移的 1.

台阶地形上波浪运动的数值研究

波浪在水深剧变地形上的传播，可以简化为波浪在台阶地形上的传播．利用二维数值波浪水槽可以很好地模拟这一过程，特别是对波浪在台阶上的非线性变形．数值计算结果与实验测量进行了比较，结果吻合良好．

台阶地形爆破振动强度预测模型研究

岩体爆破产生的地面振动是采矿工程中存在的基本问题,爆破振动强度预测是降低爆破地震对周围环境危害的关键途径。利用神经网络对监测数据进行敏感性分析,得到爆破振动强度的主要影响因素,通过量纲分析建立预测模型并在工程中应用,得到了良好的预测结果。预测模型建立的方法对类似工程具有一定的参考价值。

高台阶地形上楼房定向爆破技术探讨

介绍了位于 6m高台阶地形上的楼房定向爆破工程实践。该工程通过采用高切口的施工方法 ,首先起爆切口以上的部分 ,最后起爆切口以下部分 ,实现了特殊地形和复杂环境条件下楼房沿不利方向的定向爆破 ,为楼房在结构和地形不对称条件下的定向爆破提供了成功经验。

台阶地形上波浪的传播与破碎(英文)

通过对开边界、入射边界、自由表面边界以及底边界的合理处理，用有限元法建立了基于Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的二维数值波浪水槽．利用这一数值模型，计算了波浪在台阶地形上的传播变形．基于运动学指标判断了波浪破碎的发生，并给出了临界破碎波高．实验结果证实了本文模型的可靠性，并给出了破碎后波高的衰减规律．

台阶地形爆破振动放大与衰减效应研究

基于台阶地形爆破振动数值模拟与边坡振动监测实验,研究台阶地形爆破振动速度在传播过程中高程放大效应的产生及变化规律。结果表明,单个台阶坡顶质点的振动速度放大效应是在距爆源一定距离、达到一定高差的条件下产生的;坡顶质点振动速度放大倍数并不随台阶高度的增加而单调增加,在台阶高度超过某一临界值后,放大倍数随台阶高度的增加而减小。台阶高程对爆破振动速度既有放大作用,同时也随高度的增加产生衰减作用。根据模拟计算及现场观测数据分析结果,给出了台阶地形爆破振动速度预测模型,该模型为类似边坡工程的爆破地震波传播规律研究提供一定的参考。

三维台阶地形地震动效应研究

运用谱元法模拟了不同类型三维台阶地形对点源地震动的影响,发现在中小地震中,大型山系边缘的三维台阶地形对地表地震波具有一定的影响.台阶斜坡与上水平地层交线和下水平地层交线的影响作用各不相同.通过地表接收到的地震动描述了各种不同地形的波形快照特点,并且通过绘制的台阶斜坡与上水平地层交线及下水平地层交线的测线图,发现波形相对于水平地形有明显的后续波.同时发现,台阶地形上下测线相对于水平地形具有放大作用.下测线波形放大倍数基本在1.1—1.5,上测线放大倍数在0.9—1之间.通过描述山体边缘台阶结构在点源地震中产生的影响,定量计算了三维台阶不同角度各个位置相对于水平地形的放大倍数,为以后工程研究提供一个依据.

下凹型内孤立波沿台阶地形演化特征试验

通过大型分层流水槽中下凹型内孤立波沿台阶地形演化的试验模拟,认识我国南海东北部内孤立波沿海底突变地形传播的规律。利用分层染色标识法显示内孤立波与台阶地形作用过程中的特征变化,采用多点组合探头阵技术对其结构进行定量测量。研究表明:突变地形作用导致内孤立波波幅在台阶附近显著增加,使内孤立波波形变陡并出现尾部波列和极性转换等现象。

台阶地形上圆柱对波浪作用研究

圆柱结构是一种常见的海岸工程的建筑物形式。文中充分考虑近岸区波浪的浅水变形和折射效应,通过波浪水槽试验研究台阶地形上圆柱对波浪的作用。利用波高传感器和声学多普勒流速仪(NDV)分别测量墩柱迎浪面、侧面和背部的波高和瞬时流速。通过统计学和谱分析的方法,计算得到平均流速和频谱谱。结果表明,波浪受到圆柱结构的影响,波形不对称性加剧,次峰出现并增大,主频能量减小,倍频能量出现并逐渐增加。圆柱附近水流成三维结构,水平向的流速均大于横向和垂向,离床面越近紊动越强烈。

台阶地形对爆破振动速度影响研究

为了研究露天深孔爆破时台阶地形对表面临界振动的影响,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立不同工况的爆破模型进行相应研究,并结合现场振动测试数据,分析了露天台阶深孔爆破时台阶地形对峰值振动速度的影响规律。研究表明:坡顶质点振速放大系数并不随台阶高度的增大呈正相关,而是当其超过一临界值后,其放大系数随台阶高度增大而减小。验证了改进公式的合理性,对类似台阶爆破振动变化规律的研究具有一定的意义。

足式机器人SLIP模型向上跳跃台阶的运动控制

由于存在地势起伏,台阶对足式机器人运动稳定性会带来较大挑战.弹簧负载倒立摆模型(SLIP)作为研究足式机器人的优良模板,能否完成向上跳跃台阶的动作与其腿部摆角,起跳位置和跳跃高度都有密切的关系.由于调整模型腿部摆角规律容易引发运动失效,故本文在算法中引入虚拟弹簧腿,根据虚拟弹簧腿的运行规律确定合理起跳位置,根据起跳位置来控制系统跳跃高度进而完成跳跃台阶的动作.最后利用仿真软件进行多组仿真,结果表明本文算法对起跳区间划分合理,对起跳高度控制精准,能够实现SLIP模型跳跃台阶前后的稳定运动.

露天矿台阶对高密度电法勘探影响的实验研究

露天矿边坡稳定性评估是预防边坡事故发生的基本手段之一,物探结论一直作为重要依据被广泛采纳。在露天矿台阶上进行高密度电法勘探时,为研究台阶对勘探结果的影响,本文进行了水槽相似材料模拟实验,研究了待测剖面内的电流场分布。实验结果显示:待测剖面中靠近上下坡面线及清扫平台宽度线的浅部位置电流密度大,且分布均匀;中部位置电流密度变化急剧,且电流密度等高线的形状与台阶形状相似;深部位置电流密度小,变化迟缓;待测剖面上靠近坡底线的位置出现明显的电流聚集效应,台阶地形下的电流密度比在平面地形下的电流密度大,且分布不均匀。这表明应用高密度电法实测时,露天矿台阶会导致中部位置和靠近坡底线位置处的反演成果异常。

多台阶地形爆破地震波传播规律分析及爆破振速预测公式修正

研究多台阶地形爆破地震波传播规律,并对表征高程的爆破振速预测公式进行验证。通过实际测量与数值模拟的方法,分析确定:高台阶地形的坡顶与坡脚处的高程放大作用均随着高程的增加而先增大后减小;在高程不变的情况下,沿着台阶水平面向两侧延伸,振动速度也存在放大效应,且此放大效应呈现先增大后减小的趋势;目前表征高程放大效应的爆破振速预测公式在爆破震动传播方向与台阶坡面垂直的情况下较为准确,但是,当高程不变,爆心距沿台阶坡面不断增大时,其公式的准确性大幅下降。通过对模拟数据的高斯拟合,建立了更为准确的爆破振速预测公式。

振动频率对台阶地形岩体内振动波地形效应影响的研究

台阶地形振动放大与衰减效应是岩质高边坡爆破地震波传播规律研究的重要内容。通过台阶地形振动数值模拟,基于振动频率探究台阶地形岩体质点振动速度在传播过程中地形效应的产生及变化规律,结果表明,振动速度的高程效应并不随台阶高度的增加而单调增加,与输入振动波频率密切相关,竖直方向质点峰值振动速度随高程变化率先出现振动放大现象,放大系数到达最大值后随高程增加而逐渐降低;水平方向质点峰值振动速度随高程、频率的变化呈周期性的衰减特征。根据模拟计算结果,提出了台阶地形岩体内质点峰值振动速度的衰减模型,为边坡设计支护工程提供了参考依据。

西南地区不同地形台阶气温时空变化特征

利用西南地区135个站1961—2005年的年、月气温资料,按海拔高差及地形气候特征划分成不同的三级地形台阶及4个分区,分析了不同分区的气温时空变化特征。结果表明:西南地区大部年平均气温表现出明显的增温趋势,上升趋势最显著的地区在西藏高原等高海拔地区,而在四川的东北部及云南北部存在降温中心。各分区四季的增温速率排序与全国平均情况有所不同,依次为冬季、秋季、夏季或春季,且均表现出冬季增温趋势明显大于其他季节的特性。各分区年平均气温20世纪60年代至80年代中期基本表现为明显的下降趋势或无明显的增减趋势,但自1997年以来,均表现出显著的增温趋势。突变检测的结果也表明,各分区年平均气温突变的区域或突变点大部分发生在90年代后期以后,且高海拔地区增温突变启动时间早于低海拔地区。

台阶式地形上双垂板透空系统的水动力学特性

基于开源计算流体动力学软件OpenFOAM中的工具箱waves2Foam,通过在双垂板透空系统下方布置不同尺寸的台阶式地形(潜堤),对规则波-双垂板-地形耦合系统的水动力学特性进行数值分析.在不同入射波况作用下,研究双垂板的间距和台阶式地形的尺寸对结构系统前/后的反/透射系数、波能的黏性耗散率及双垂板间的液面相对振动幅值等水动力参数的影响.此外,探究波浪非线性对相关水动力参数的影响.结果表明:合理布置台阶式地形尺寸,如令地形的长度与波长的比值约为1.0,能够有效减小双垂板系统的波能反射和透射,并可获得适中的黏性耗散率;地形的存在会加剧双垂板间的液面振动幅度,有效提升两板间的波能捕获能力;波高的增大会造成反射和透射系数的减小,增大黏性耗散率,降低板间液面振动幅值.

台阶地形爆破振动放大效应研究

基于台阶地形爆破振动监测与数值模拟分析,对台阶地形条件下的爆破质点峰值振动速度放大现象进行了研究。结果表明:随着水平距离的增加,台阶表面质点峰值振动速度总体呈现减小的趋势,但在台阶中部会出现一定的放大现象;振动速度放大系数n随着水平距离的增大,先呈现逐渐增长的趋势,当水平距离增加到足够大时,放大系数n便维持在某一水平范围内;随着埋深的增大,振动速度放大系数n呈现逐渐减小的趋势。但受水平距离的影响较为明显,当水平距离增加到足够大时,放大系数n便不再随埋深发生较大变化。在量纲分析的基础上,结合现场观测数据与数值模拟结果,得出了台阶地形的爆破质点峰值振动速度计算模型,对类似工程的爆破振动速度计算具有一定的参考价值。

爆破地震波入射角度对振动和放大效应的影响

为了研究爆破地震波入射角度对振动和放大效应的影响,采用LS-DYNA数值模拟,从爆破地震波传播的角度分析振动和振动的高程放大效应,并结合现场实测数据,对爆破振动的规律进行分析。结果表明:台阶及其内部各点的振速总体上呈现随高程而减小的趋势;振速的高程放大系数并不是一直线型增加的,而是随着高程的增加先增加后减小;爆破地震波的入射角度不同,在自由面上的反射叠加所产生的振速不同是引起放大效应变化的原因。结合所得数据,建立爆破地震波入射角度的数值计算模型,对此类工程问题的振速计算有一定的参考价值。