连拱隧道中导洞不同起爆位置振动效应研究

为研究隧道掘进爆破炮孔不同起爆位置振动效应,在连拱隧道中导洞开挖过程中开展相关试验研究,并基于CEEMDAN-小波包对监测到的爆破振动信号进行降噪处理。研究表明:1)采用CEEMDAN-小波包法对爆破振动信号进行去噪,重构,能有效保留爆破振动信号真实信息;2)炮孔不同起爆位置质点峰值振速,反向起爆>中间起爆>正向起爆;振动频率大小范围,正向起爆>反向起爆>中间起爆,其中正向起爆的频率分布更广,且具有多个峰值,有利于能量朝高频转移;3)对重构后的爆破振动信号进行Hilbert变换,发现隧道掏槽段爆破瞬时能量关系为:反向起爆>中间起爆>正向起爆;随着雷管段别的增加,反向起爆和正向起爆波形较宽、质点峰值振速较大,中间起爆振动波形较窄、质点峰值振速较小;4)对比分析炮孔不同起爆位置破岩块度,反向起爆更为均匀,效果最佳。

山岭隧道爆破振动效应分析

石拱山隧道是正在建设的广西壮族自治区全州至容县公路平乐至昭平段总承包经理部TJ4分部的一座分离式隧道,依托石拱山隧道爆破工程实例,开展现场实测及数值模拟研究。根据现场实测得到的爆破振动数据,建立爆破振动速度回归预测模型。基于LS-DYNA软件构建有限元数值模型,并通过现场爆破振动数据对数值模拟效果进行校核。通过数值模拟的手段,研究不同隧道埋深下,地面爆破振动响应规律的分布特征。分析结果发现,随着隧道埋深的增大,对应的质点峰值振动速度呈指数型衰减。

高压气体爆破作用下层状岩体的地表振动效应预测方法

针对高压气体爆破致裂机理和振动效应传播机制研究不足的现状,首先,系统分析了冲击波、多介质流场与炮孔孔壁界面之间的相互作用全过程,突破了爆破荷载在孔壁界面处的过理想连续条件,推导了满足界面压力不连续条件的孔壁压力计算模型;然后,提出了一种高压气体爆破作用下层状岩体的地表振动效应预测方法,并通过比较所提预测方法与数值模拟方法对同一算例的地表振动效应计算结果,验证了所提地表振动效应预测方法的可行性。研究结果表明:在掏槽爆破效果相同的前提下,高压气体爆破比炸药爆破更能有效控制层状岩体的爆破振动效应安全;可为高压气体爆破的方案优化和振动效应预测及控制提供重要的理论指导,尤其适用于地表振动需要严格控制的城市地下工程。

振动效应对铁路道砟剪切性能影响的离散元数值模拟

铁路道砟在传递移动列车载荷时会产生明显振动及接触迁徙行为,从而诱发道床的破碎劣化及非均匀沉降变形,道砟材料的抗剪性能研究对于碎石道床动力学行为及维养评估非常重要。为进一步探究铁路道砟的剪切力学特性,基于Minkowski Sum理论构造了扩展多面体单元,采用三维Voronoi切割算法生成了非规则扩展多面体道砟颗粒。通过最小投影方法对单元进行粒径识别和筛选,建立了符合铁路道砟级配要求的扩展多面体道砟模型数据库。对比了不同法向应力下铁路道砟准静态直剪试验及离散元模拟结果,验证了扩展多面体道砟接触参数的合理性。在此基础上,开展了振动效应下的道砟动态直剪离散元模拟研究,分析了振动角度、幅值及频率对道砟材料抗剪性能的影响。结果表明:构造的扩展多面体道砟离散元模型能够较好地反映非规则道砟间的强咬合互锁接触作用,并有效模拟直剪过程中的剪切应力-应变的变化及剪缩-剪胀行为。正则化下不同法向应力对应的铁道道砟剪切强度更适合采用幂函数拟合表示。振动场的存在会明显降低道砟颗粒的抗剪性能。当振动方向与剪切方向一致时(振动角度为0°),道砟的剪切强度被明显削弱;随着振幅及频率的增大,道砟颗粒的剪切强度也会显著降低。该研究表明在实际碎石道床性能评估中,需要更多地关注铁路道砟的动态抗剪性能。

某港口工程地基处理中的强夯振动效应研究

强夯法是地基处理的一种常用方法,而强夯施工振动往往是制约强夯法应用的关键。结合沿海某港口工程地基处理中的强夯振动工程实例,介绍了强夯法地基处理引起的振动在土中纵、横向的传播和衰减情况。根据实测结果,分析了强夯振动对周围环境的影响,并建议了振动的防治措施。此外,还针对深度方向上的处理效果提出了分带方案。

高层建筑结构扭转振动效应控制研究

《高层建筑混凝土结构技术规程》限制高层建筑结构扭转不规则性的规定存在问题,控制扭转振动的措施需进一步讨论。规程为避免严重扭转不规则结构的出现,除对位移比进行限制外,还限制了扭转为主第一周期与平动为主的第一周期的比值,即高层结构设计应满足平扭耦联周期比的要求。通过改变结构的偏心率、扭转刚度和侧向刚度等因素,并分析耦联周期比和非耦联周期比的差别,发现规程在某些情况下并不能保证对扭转振动效应的控制效果。因此用耦联周期比限制结构扭转不规则性的措施不尽合理,设计中可采用平动变形能和扭转变形能的比值代替耦联周期比作为控制扭转振动的指标。

强夯振动效应研究

以真实工程场地为研究对象,通过现场强夯振动监测,对比了有无隔振沟强夯振动对周围建筑物的影响,得出建筑上部结构对夯击振动存在2倍以上放大效应结果。研究了自由场地地面振动速度随距离的衰减规律,分析了强夯能级、测点与夯点的距离等因素对地面振动波传播规律的影响;通过频谱分析,得出衰减指数可用频率的3次多项式拟合规律,计算出介质作用函数和强夯激励函数;并建立岩土体的物理力学性质和动力学特性关系。

循环爆破开挖下隧道围岩振动效应与损伤演化的模型实验

针对推进式循环爆破开挖下隧道围岩振动效应与损伤演化问题,按照相似比理论进行模型实验研究,实验模型采用1∶15比例浇筑制成。通过模拟隧道推进式循环爆破开挖方式,以同一测点处爆破前后岩体声速变化评价隧道围岩损伤程度,探寻爆破参量变化对振动效应的影响,探索围岩损伤演化与爆破次数之间的关系。研究结果表明:在最大段药量大致相同情况下,起爆段数对萨道夫斯基公式的介质系数K影响很小,而对萨道夫斯基公式的衰减系数α影响较大;隧道在推进式循环爆破开挖下,同一深度距离爆区相同的测点,其声速降低率存在较大差异,围岩的爆破损伤范围在深度和广度方面均具有典型的各向异性特征;当爆炸参量基本相同时,不同循环爆破开挖下测点的累积声速降低率呈非线性增长趋势;在推进式循环爆破加载下,围岩爆破累积损伤量D与爆破次数n之间存在非线性演化特性,不同的测点具有各自的爆破累积损伤扩展模型,距离爆源越近爆破损伤扩展越快,围岩爆破累积损伤效应具有典型的非线性演化特性和各向异性特征。

沉管干振碎石桩对土层振动效应的试验研究

根据高速公路液化地基沉管碎石桩加固试验 ,对沉管碎石桩引起土层的振动效应、地基中孔隙水压力进行了分析。结果表明 :在碎石桩成桩过程中 ,对土层的预振作用、桩体的排水作用 ,将有利于土层的抗震。

基于小波变换的建(构)筑物爆破振动效应评估研究

基于现场实测爆破振动数据,采用小波分析技术对爆破振动信号进行了时频特征分析。根据小波变换的分层分解关系,推导出爆破振动信号不同频带的小波频带能量,小波频带能量能同时反映爆破振动三要素(振动的强度、频率和持续时间)的作用影响,基于受控结构体对爆破振动动态响应特征,首次建立了能考虑爆破振动的强度、频率和持续时间以及受控建(构)筑物本身的动态响应特性(固有频率和阻尼比)等因素综合的安全判据———响应能量判据,并用工程实例验证了该判据的可行性和可靠性。该判据较之现行的速度-频率安全判据来说,能准确地描述爆破振动对受控建(构)筑物的响应程度,更能全面地评估建(构)筑物爆破振动效应。

强夯振动效应研究

为了认识和评估强夯振动效应,用地震监测方法对强夯施工重锤触地产生的地震振动、地震波的传播规律进行分析研究。根据实际地震监测结果,给出了重锤触地产生的地震振动速度公式V=0.129 1.64,在分析冲击振动产生机理的基础上提出了相应的振动控制措施。对强夯地震信号所做的频谱分析表明,重锤触地激发地震波的振动频率在7-30 Hz,主频在15-20 Hz的范围内,主频高于一般建筑物的固有频率。结果可供强夯施工及预测强夯地震振动强度做参考。

黄土场地的爆破地震振动效应

通过对黄土场地爆破地震振动特征的观测分析,揭示了黄土地貌形态对爆破地震振动效应的放大作用,采用数值分析与现场试验对照研究的方法,探讨了爆破地震振动与天然地震振动之间的内在联系和本质规律。研究结果表明,采用爆破地震振动试验分析方法,可以较好地模拟黄土体的地震振动响应特点。

充填采矿环境下爆破振动效应预测与控制

充填采矿环境下的生产爆破,将对充填体、巷道和顶板产生爆破振动效应等不利影响。基于爆破振动预测的经验公式和装药水平理论,综合采用质点振动速度(PPV)和振动频率双重指标,提出了在充填采矿环境下的各种采矿构筑物的强度判据,预测了在充填采矿环境下的爆破振动效应,确定了正常生产爆破时单段炸药的折减系数和控制药量。建议在回采矿柱时,在临近充填体边上采用预裂缝降振技术,以及加强爆破管理,可以实现矿山的安全生产。

高大建筑物定向爆破地震振动效应监测与控制研究

爆破地震振动为城市控制爆破四大危害之首,在量纲分析的基础上,根据地震控制原理,结合两例粮库混凝土粮仓和一例14层家属楼计三例A级定向爆破拆除工程的地震监测结果分析,就高大建筑物定向爆破地震振动的控制和减振措施进行了探讨。

爆破振动频率对振动效应影响的试验研究

爆破振动效应取决于一次起爆的药量Q、距爆源的距离R、传播的介质以及振动频率F;该文总结了前人对爆破振动效应的研究成果,提出了考虑爆破振动频率的具体办法,发现在不同振动频率范围内,振动衰减规律不同。文章进行了工程实际验算,说明在主频率下,最大质点振动速度是真实的安全判据。

并行小净距隧道楔形掏槽爆破振动效应研究

以重庆鸭江隧道小净距段爆破掘进施工为背景,采用现场振动监测与数值计算相结合的方法研究了并行小净距隧道后续洞上台阶采用楔形掏槽爆破产生的振动效应,分析了掏槽孔与掌子面之间的布置角度对振动速度场的影响。结果表明:先行洞迎爆侧边墙上的最大振动速度出现在后续洞爆破掌子面的侧后方;掏槽孔的布置角度越大则振动强度的极值越大,极值出现的位置也越靠近爆破掌子面。可以通过减小掏槽孔的布置角度来实现降低隧道掘进爆破振动强度的作用,此外在施工现场布置振动监测点时应考虑掏槽孔布置角度的影响,掏槽孔的布置角度越大则振动监测重点区域与爆破掌子面间的距离越小。

爆破振动效应预报及减震措施

施工爆破产生的地震效应往往影响周围建筑物的安全,为了找出控制爆破地震产生的有害效应的有效措施,本文分析了爆破振动地震效应原理,指出了爆破振动速度是导致建构筑物结构破坏的一个重要物理量,它可使建筑物的正常工作受到影响。同时研究了怎样合理确定爆破地震质点振动速度,使预报更为准确。论述了控制爆破振动强度、减小振动效应的措施。

长城土遗址车辆振动效应测试分析

以甘肃永登至古浪高速公路天祝段的长城土遗址为例,对各类车辆所产生的振动情况进行了分析测试,获得了不同距离处长城土遗址不同方向的振动加速度和速度,较好地反映了车辆载重、车速、场地条件等因素对振动效应的影响,为长城土遗址的防护提供了重要依据。

地铁隧道掘进爆破地表振动效应研究

以武汉地铁2号线隧道工程为背景,采用现场爆破振动监测及数值模拟方法,对掘进爆破过程中产生的地表振动效应进行研究。结果表明,掌子面后方沿隧道轴线已开挖区地表振动速度存在放大现象,数值计算所获得的地表振速峰值与现场监测结果吻合较好,其变化规律和特征与实测结果基本一致,证明采用数值模拟方法研究隧道掘进爆破产生的振动效应是可行的,能为后续的施工提供参考。

西宝高铁黄土地区路基振动效应空间分析研究

研究目的:伴随我国西部大开发、"一带一路"、"八横八纵"高速铁路网等重大工程战略的深入建设,西部黄土地区高速铁路、客运专线等高等级的轨道交通项目越来越多。为研究高速列车通过时对周边地面地层体的环境效应,本文选择某典型路基工程开展现场振动效应实测,分析振动沿地表、地下深度的强度、时程、频谱等空间特征,以期为同类工程设计和工程措施设置提供基础支持和理论借鉴。研究结论:(1)黄土地区高速列车运行产生的振动荷载,对周边地面地质体沿地表、地下深度产生空间环境效应;(2)列车引起的振动强度随距离增大、深度增加而衰减,衰减快慢在一定位置产生变化;沿水平、垂直方向振动强度与列车速度、列车轴重呈正比例关系,振动持续时间与列车长度呈正相关关系;振动频率分布沿地表与列车速度呈负相关关系,在垂直方向随深度增加越集中;(3)黄土的结构性、非均匀性,使得振动在局部位置产生反弹增大现象;(4)该研究成果可为高速铁路路基工程设计提供技术支持,并可为同类岩土工程建设提供理论借鉴。