基于等效质点峰值振动速度的高铁线路周边建筑结构振动评价研究

高速铁路列车运行过程中产生的振动波对沿线建筑结构的影响不可忽视,适用于高速铁路线路周边建筑结构的振动评价方法具有重要工程意义。首先,基于萨道夫斯基公式与简谐激励作用下建筑结构响应的原理,建立了等效质点峰值振动速度(peak particle vibration velocity,简称PPV)计算式;随后,开展现场土体监测试验,分析了振动信号质点峰值振动速度的衰减特征,并通过小波包变换分析振动信号的频带能量特征,理论计算得出了等效PPV;最后,以现有交通振动作用下建筑容许振动值为评价标准,进行高速铁路线路周边建筑结构的振动安全评价。结果表明:除局部放大程度显著的位置外,高架桥桥墩地基中高铁振动波质点峰值振动速度衰减公式对实际质点峰值振动速度的整体拟合结果较好;基于等效PPV的振动评价方法发现,在振源距45 m处,G924次列车的0~10 Hz等效PPV值大于1 mm/s,超过了振动敏感和具有保护价值建筑的振动容许值;与现有振动评价相比,等效PPV的振动评价方法具有振动敏感性大、可针对特定建筑结构进行振动控制、可在高铁线路周边建筑选址前进行振动评价等优点。

基于迁移学习算法的深部爆破振动速度预测

为了更好地预测深部矿山爆破振动速度,针对深部爆破振动速度预测中存在的样本量小、数据分布同浅部爆破不同的问题,将浅部地下矿山爆破数据中有用的知识迁移至深部矿山爆破振动速度预测模型中,提出一种逻辑回归迁移学习算法(LR-TrAdaboost),提升模型的样本容量及预测准确率;以某铜矿深部爆破振动速度预测为研究对象,结合该铜矿27条深部爆破数据以及梅山矿等5个地下金属矿204条浅部爆破数据,利用支持向量回归机(SVR)、回归迁移学习算法(TrAdaboost-R 2)以及LR-TrAdaboost算法分别进行预测和对比。结果表明:3种算法的模型分数分别为0.24、0.38、0.81,均方根误差(RMSE)分别为0.152、0.107、0.06,LR-TrAdaboost算法预测误差相比SVR、TrAdaboost-R^(2)分别降低了60.5%、43.9%;同时,LR-TrAdaboost在迭代次数为50时已经收敛,而TrAdaboost-R^(2)在迭代次数100次后才收敛,收敛速度前者是后者的2倍;LR-TrAdaboost算法的预测性能更好。

深埋输水隧洞爆破开挖混凝土喷层质点峰值振动速度阈值研究

在地下洞室工程施工过程中,爆破的强扰动效应以及开挖过程地应力的剧烈释放对近区混凝土喷层质量的影响不可忽视。此次研究以具体工程为背景,利用数值模拟的方式研究了深埋输水隧洞爆破开挖过程中混凝土喷层的损伤规律和质点峰值振动速度阈值,并计算出相应的单响最大装药量,可以为工程施工设计提供必要的支持和借鉴。

基于萨道夫斯基回归模型的爆破质点振动速度分析方法

笔者基于萨道夫斯基回归模型,对某水电站生态供水洞爆破开挖过程中的质点振动监测数据进行分析。通过对数据的处理和建模,得出影响质点振动速度的主要因素,建立准确的振动预测模型。经实际监测数据验证,证明了模型的可靠性和适用性。该研究成果对于爆破开挖工程的安全控制及爆破振动判据有着重要意义,可为爆破开挖施工提供理论依据。

双路振动速度的测量与控制

采用磁电式振动传感器，以单片机为核心设计的双通道振动速度的测量与控制装置，通过准确监测大型旋转机械运行时的振动速度，来判断旋转机械的运行是否正常，并有效的控制了大型旋转机械共振状态的发生，该装置结构简单、性能优良、运行可靠．

小湾水电站岩石高边坡爆破振动速度安全阈值研究

在国内外有关岩石边坡爆破振动速度安全阈值研究成果的基础上,通过小湾水电站岩石高边坡爆破振动荷载下动力响应计算,由各阶边坡马道上的峰值动拉应力与质点峰值振动速度间的统计关系,按照极限拉应力准则,确定小湾水电站岩石高边坡爆破振动控制的合理部位及安全阈值。研究结果表明,岩石高边坡爆破振动控制的合理部位为开挖区上一台阶马道的内侧,其振动速度控制标准为10cm/s。

爆破振动速度测试精细分析

为确定爆破震动衰减规律,通常采用最大振动速度、最大单段药量、布点到爆区中心的距离这3个变量回归计算萨道夫斯基振动速度公式系数。为精细分析爆破振动衰减规律,用单段延时串联起爆网路,结合测试速度图谱的不同时刻最大值、对应单段药量、布点到不同孔位距离,依据一元线性回归原理计算出振动速度公式系数,为爆破振动测试提供了一种精细分析方法。

爆破振动速度预测安全保证系数的确定

基于爆破振动速度预测公式回归分析的基本原理,提出根据建筑物不同安全等级应选择一定的可靠性指标,并推导了预测爆破振动速度公式中所含安全保证系数的计算过程。为简化计算过程,又进一步提出了基于监测数据量、回归分析相关系数以及可靠性指标的关于安全保证系数计算的经验公式。经过大量监测数据验证了该经验公式的计算精度和可靠性均能满足工程实际需要,从而修正了萨氏公式预测精确度不够的缺陷,可为重要建筑物周边的安全爆破设计提供参考。

基于灰色关联分析的遗传神经网络在水下爆破中质点峰值振动速度预测研究

水下爆破是一个复杂的、非线性的动态能量释放过程,其涉及到的影响因素众多。为了充分利用少量的实测数据,较准确地预测水下爆破质点峰值振动速度,引入灰色关联分析理论,并结合遗传神经网络较强的非线性映射优势和全局化的搜索能力,建立基于灰色关联分析的遗传神经网络模型(GRA-GA-BP)。该模型利用灰色关联分析理论,充分挖掘小样本潜在信息特征,较合理地确定了影响爆破振动速度的主要因素,解决了神经网络在多变量复杂系统中输入变量无法自动寻优的难题,从而增强了神经网络的适应能力和稳定性。采用该模型对广东台山核电站1期工程大襟岛水下爆破开挖质点峰值振动速度进行预测,并与传统的遗传神经网络及萨道夫斯基公式预测结果进行对比,发现GRA-GA-BP模型的预测值与实测值吻合更好,预测误差更稳定。研究方法可为小样本、多因素影响下类似工程质点峰值振动速度预测提供借鉴。

利用振动监测数据优化预测爆破质点振动速度

分析认为,用萨道夫斯基公式预测爆破质点震动速度产生误差的主要原因是对公式中系数k和α的取值不准确。提出了一种爆破质点振速优化预测方案,建立了相应的预测模型,编写了预测模型的计算程序。该模型利用监测数据及时修正k和α的取值,能较真实的反映各种影响爆破震动的因素。应用实例表明,该模型的预测振速与实测振速之间的平均误差为8%。

高架桥爆破拆除触地振动速度特征分析

以某高架桥爆破拆除工程为例,总结了高架桥爆破拆除塌落引起的地面振动特征,通过与经验公式对比,分析了高架桥爆破拆除塌落触地振动速度衰减规律与经验公式之间的差异,主要结论如下:三条测线地面振动速度峰值中竖向分量最大,两个水平分量较小;测线2和测线3各测点的地面振动速度峰值比测线1略大,说明地面振动存在一定的叠加,并且测点距离高架桥越远叠加越明显;本次高架桥爆破拆除塌落触地振动的主振频率偏低;竖向分量的主振频率最高,径向和切向主振频率较低且相近;在测点距离较小时,地面振动速度实测值小于经验公式计算值,而距离较大时在相反,实测值与距离接近于线性关系;本次爆破拆除方案设计合理,周边建筑物安全。

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。对实测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%。

P波作用下衬砌混凝土的爆破安全振动速度研究

隧洞爆破开挖诱发的爆破地震会对邻近的衬砌混凝土产生不利影响,利用应力波(P波)在混凝土与基岩结合面处的透、反射规律研究结合面处的应力状态,并通过结合面的抗拉强度分析,提出了一种确定衬砌混凝土安全振动速度的理论计算方法。计算结果表明,新浇筑衬砌混凝土极限振动速度随着基岩弹模的增大而降低,而爆破地震波频率的影响非常有限。我国现行采用的新浇筑大体积混凝土基础面上的爆破安全振动速度有一定的安全储备。

隧道微差爆破振动速度及应力场研究

依据爆炸动力学和弹性波动理论,分析了同段起爆在损伤岩体中所产生的爆破振动速度及引起的应力。然后,根据爆炸波在传播中的叠加特性,提出了隧道微差爆破后围岩质点振动速度和应力解析解。研究表明:微差爆破相邻段别的地震波形随传播距离的增加而相互接近、叠加,在起到干扰降震的同时,使围岩体对其震动响应出现选择放大的几率也增加。爆破振动速度和应力解析解的提出,为隧道开挖采用合适的爆破掘进方法、减少施工误差及提高围岩稳定性提供了理论依据。

质点振动速度与主振频率在爆破监测中的应用

通过分析爆破振动对结构的破坏机理,提出了用质点峰值振动速度和主振频率作为爆破振动的监测方法,并探讨了结构的破坏准则和部分国家的振动安全标准,以及影响爆破的因素,进而对爆破采用有效控制。

爆破振动速度预测方法及其影响因素

爆破振动速度是表征和评判地震强度必不可少的参量,结合某核电站一期地面爆破振动监测数据,分析比较了爆破振动速度的3种预测方法(地震动经验公式法、基函数回归法、BP算法),并讨论了炸药类型、最大药量、炮孔直径、最小抵抗线和延时间隔对爆破振动速度的影响,为工程实践控制爆破振动危害提供了理论依据。

基于时域振动速度有效值的铣削稳定性研究

为了提高铣削的稳定性进而提高高速铣削的加工质量,以时域响应中振动速度的有效值作为振动强度的衡量指标,提出一种稳定性判定及不稳定区间颤振强度衡量方法。分别基于强迫振动模型和自激振动模型计算振动速度有效值随转速变化的规律曲线,对比分析了两种模型下的曲线差异,判定不受颤振影响的转速区间,即稳定性区间。对于不稳定切削区间,给出衡量其颤振强度的振动速度有效值差值-转速关系曲线。通过算例与传统方法计算的对比结果验证了该方法的可行性。

基于Kalman滤波器的车辆振动速度估计

基于车辆悬架系统模型设计了Kalman滤波器,由测量的车身和车轮加速度信号估计振动速度。分析了过程噪声协方差不准确对速度估计效果的影响,然后讨论了基于预测滤波器的自适应Kalman滤波器。仿真结果表明:Kalman滤波器能够实时准确估计车辆振动速度;预设过程噪声协方差值不准确对车身速度估计影响较大,甚至可能使滤波器失效;自适应Kalman器能够修正过程噪声协方差不准确引起的估计误差,获得准确的车辆振动速度。

P波作用下机场跑道的爆破安全振动速度研究

结合湖北省首例下穿机场跑道隧道钻爆法开挖工程背景,基于理论解析、数值模拟与现场监测相结合的研究方法,分析了下穿隧道爆破产生的入射P波对混凝土跑道的作用机理,研究了机场跑道的隧道爆破振动安全判据.结果表明:下穿跑道隧道爆破振动作用下,岩石与混凝土跑道交界面以拉伸破坏为主;随着入射P波入射角的增大,机场跑道的爆破安全振动速度呈现先增大后减小的趋势,其最小值出现在入射角为零时(即垂直入射的情况),表明爆破地震波垂直入射时机场跑道最容易发生破坏;基于机场跑道的重要性,选取1.7为重要性修正系数,依据爆破地震波以不同角度入射时确定的爆破安全振动速度,得到修正后的爆破安全振动速度在3.67~7.91 cm/s之间;与数值模拟和回归分析结果相比,由于应力波理论分析忽略了材料塑性变形的影响,其计算分析得到的爆破安全振动速度更小,具有更高的安全储备.

基于振动加速度测量的振动速度和位移信号识别方法探讨

分析了由实测的振动加速度信号通过积分获得振动速度和位移信号的方法的问题,在深入分析已有的三种改进方法(即去除趋势项的时域修正算法、基于高通滤波和数值积分的方法以及基于FFT变换和频域计算的方法)的数学原理和实现流程的基础上,进行了数值仿真分析和对比研究;结果表明基于FFT变换和频域计算的方法的精度最高而且最可靠,将其应用于实际的振动测试数据处理,得到了可靠的振动速度和位移频谱及时间历程信号,这对于振动系统的分析评价和振动控制系统的设计通常是很必要的。