爆心距对爆破振动信号频带能量分布的影响

根据爆破振动信号具有短时非平稳的特点,利用小波包分析技术对满足分析要求的多段微差爆破振动信号的能量分布特征进行研究。首先,简略地介绍了小波变换与小波包分析的特点。其次,基于MATLAB对爆破振动信号进行小波包分析,得到了爆破振动信号在不同频带上的能量分布图。最后,总结了爆破振动信号频带能量的分布规律,重点探讨了爆心距对爆破振动信号频带能量分布的影响。结果表明,爆破震动信号在传播过程中,其主振频带有往低频发展的趋势,且宽度增加。

爆心距对爆破震动信号频谱的影响分析

结合临沂某一隧洞工程,利用matlab分析软件分析了不同爆心距下的爆破震动信号的频谱变化情况。得出:在爆破中近区,震动信号的主频在垂直方向的分量较水平方向大,随着爆心距的增加地面震动峰值速度的主震方向会由水平方向向垂直方向转化,总体呈衰减趋势,震动主频趋向于低频;在爆破参数和爆区特征类似于本工程的工程爆破现场其中低频震动信号在水平方向上的分量所占能量比例高于垂直分量的能量比例,在距爆源较远的位置也不能忽略爆破震动对建筑结构的影响,尤其是要加强水平方向的抗震设防。

杀爆弹战斗部爆心距优化分析

分析了杀爆弹和目标的特性,模拟杀爆弹杀伤元的毁伤机理,研究其对目标毁伤时最优爆心距选择问题,给出了实现爆心距优化的可视化程序流程图,分析了影响爆心距的相关因素。

不耦合装药系数对岩体爆破损伤的影响

在爆破工程中,选择合适的装药结构能够有效提高炸药利用率,从而改善爆破效果。基于RHT(Riedel-Hiermaier-Thomamodel)动态响应力学关系,采用ANSYS/LS-DYNA软件研究了偏心不耦合装药条件下不耦合系数K对岩体爆破荷载的影响,以及爆破过程中岩体的损伤情况。通过建立单孔偏心不耦合爆破模型,分析了不耦合系数K为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0和3.5条件下的有效应力、振动速度、爆破地震波能量和损伤状况。同时,研究了不同不耦合系数K条件下爆心距(l)与损伤度(D)、质点振动速度(PPV)与爆心距(l),以及振动速度(vpp)与损伤度(D)之间的关系。结果表明:随着不耦合系数K的增大,耦合侧与不耦合侧有效应力和峰值振动速度、地震波峰值能量略微减小;粉碎区和裂隙区范围逐渐减小,且粉碎区损伤半径较裂隙区减小速率更大。岩体损伤程度和质点振动速度(vpp)均随着爆心距的增大而逐渐减小。质点振动速度越大损伤程度也越大,当vpp=50.4 cm/s时,岩体中的损伤变量达到损伤破坏阈值(D=0.19);当vpp>140.6 cm/s时,损伤度D>0.80。

基于无人机量测的深孔爆破振速预测方法

当前高速公路路基爆破的智慧化水平较低,导致路基深孔爆破时爆破振速难以实现精准预测,爆破施工优化效果较差。依托济青中线潍青段路基深孔爆破工程,引入无人机航测技术,建立路基爆破的三维模型,提出基于无人机摄影量测和三维模型重建技术的爆心距计算方法,实现了路基深孔爆破的爆心距精准计算;通过爆破振动监测获取振速数据,基于药量、振速、爆心距等参数建立深孔路基爆破的振速预测方法,有效提高爆破振速预测公式的拟合度和精准度,为路基爆破智慧化设计优化、施工决策及现场安全管理提供科学依据。

隧道爆破对临近特高压铁塔影响研究

为研究杭温铁路郎家畈隧道爆破施工对附近3座既有特高压电力铁塔的影响,在分析其施工重难点的基础上,以铁塔与爆源直线距离最近、单响炸药量最大为最不利工况,对隧道爆破引起的电力铁塔振动进行现场监测,并基于有限元软件Midas/GTS建立二维模型,运用时程分析法分析电力铁塔的最大振速、位移和应力。研究结果表明:爆心距越小,铁塔塔基振速呈非线性增加;铁塔越高,倾斜率越大;3座铁塔最大应力均出现在塔基处,但满足规范限值要求,说明实际炸药量控制合理;数值模拟结果与现场监测结果较为相近,研究结果可为实际工程提供参考依据。

露天深孔台阶爆破振动特征分析及安全控制

为了分析爆破振动作用下露天开采临近巷道稳定性问题,开展爆破振动监测试验。通过对矿山工程概况和爆破参数的调查,设计监测方案,统计分析监测结果。结果表明:最大爆破振速为3.53 cm/s,小于极限值5 cm/s;三个方向振速衰减方程可以较好地描述振速衰减规律;爆破振动速度随着爆心距的增大而降低,爆破振速在垂直方向衰减最快,径向次之,水平方向衰减最慢;基于各监测点的主频率在20~100 Hz之间振频分布范围较广,最大值较高;在不考虑重复导致围岩爆破损伤积累的前提下,露天开挖爆破振动不会引起平硐的破坏。

爆炸冲击波对天然气管道变形影响规律的研究

采用LS-DYNA有限元软件对空爆条件下爆炸冲击波作用天然气管道破坏效果进行模拟仿真分析,得到了不同爆心距、不同管道壁厚、不同炸药质量等工况下冲击波对管道破坏的影响规律。基于冲击波传播理论,解释了爆心距、管道壁厚、炸药质量对管道破坏机理的影响规律,通过拟合仿真数据结果得到不同工况下管道变形曲线,研究结果可为裸露天然气管道防护提供理论依据。

化学反应和球面聚心爆轰波的相互作用

考察球面爆轰波聚心传播过程中,波阵面附近压力和温度不断升高引起化学反应进程的改变;对比氢氧可燃气体与氮气的数值模拟结果,分析化学反应对波面温度和压力的影响,从而考察Zeldovich理论预测聚心爆轰波后参数的精确性.数值结果表明,爆轰波聚心传播初期,放热的燃烧反应对波后热力学参数起主导作用;传播后期,波阵面趋近于对称中心时,吸热的气体解离反应变得非常活跃,解离反应对后期的汇聚压力影响不大,但会在很大程度上限制汇聚温度的升高.

基于双谱时延估计的爆心定位研究

爆心距是影响爆破振动强度的重要因素,对爆心的准确定位可获取更接近实际情况的爆心距,从而更加准确的对爆破振动质点速度峰值进行预测。基于现场的实测爆破振动信号,利用MATLAB软件编制程序,进行双谱时延估计仿真试验,验证了此方法对于爆破振动信号时延估计的可靠性。然后利用该方法确定不同传感器接收的爆破振动信号延迟时间,采用正三角定位原理推导出爆心定位的计算方法,并利用单孔爆破进行爆心定位试验,初步验证了该方法的有效性。此方法的研究具有重要的工程价值,为准确的进行爆破振动的预测和控制提供一个新的方法。

隧道爆破振动传播规律试验研究

通过对贵阳轨道交通2号线14标段观水路站与省人民医院站之间的隧道开挖进行爆破振动传播规律研究,对隧道开挖爆破进行现场监测和爆破振动传播规律进行调查,得出了如下结论:在爆源近区,随着爆心距的增大,质点的切向振动峰值速度都要大于径向和垂向振动峰值速度,且垂向出现波形的时间最早;随着最大单段装药量的增大,振动信号的能量从高频部分向低频部分转移,且在能量分布的频带逐渐的缩小,出现的主要能量带较为集中;随着最大单段装药量的增加,主振频率降低,其能量也相对集中在低频段。

基于分布式测试系统的地下爆心定位研究

分布式测试系统在动态测试领域具有很强的适用性,能通过局域网对不同位置的测试设备进行集中管理,满足新形势下对测试提出的新要求。以地震定位相关理论为依据对地下爆破定位进行了研究。通过LS-DYNA仿真平台模拟地下爆破,检验了地震理论对地下爆破定位的适用性。通过数据分析,结合分布式测试系统理论以及加权法总结出最优测试点分布。

田湾核电站负挖爆破地震波衰减参数的回归与分析

以田湾核电站二期工程负挖爆破为背景,在实地试验的基础上,对测得的震动加速度数值进行了回归,得到该地段的地震波衰减参数K和α。分析了在爆源和目标之间开挖的减震沟对减小爆破震动的作用。对在各自定值条件下震动加速度、最大装药量与爆心距的关系进行了分析,发现两者与爆心距均不呈线性关系,所得的关系曲线对实际的负挖爆破工程设计具有指导意义。

爆炸荷载下埋地管道动力响应分析研究

埋地管道设计规范通常仅考虑管内介质的性质、埋设方式和深度、地质条件和环境气候条件,而未考虑爆炸荷载的影响作用。本文利用有限元软件ANSYNS/LS-DYNA对炸药地面爆炸或侵入土中浅层爆炸两种情形下埋地管道的动力响应问题作了三维模拟,对比分析了炸药设置方式、炸药用量、爆心距和管道管径等因素对埋地管道损伤的不同作用。结果表明:相近条件下,炸药侵入土中浅层爆炸比地面爆炸对埋地管道可能产生的实质性损伤更大;在炸药地面爆炸荷载下,爆心距的影响作用比炸药用量更为突出,而管径的影响作用几乎可以忽略;在炸药侵入土中浅层爆炸荷载下,炸药用量的影响作用与爆心距变得较为接近,管径的影响作用则略有增加。

基于数值模拟的土中爆破振动速度预测方法研究

针对爆破振动控制不善极易导致施工地点周围建筑受损现象,以振动速度为主要研究内容,基于ANSYS/LSDYNA动力有限元数值模拟技术,建立了预测爆破挤密施工周围土体振动速度的模型。研究表明:该模型在输入土壤、炸药、空气的相关参数的前提下,能够较为准确的预测爆源附近周边土体的振动速度,有效地减少了传统预测方法的工程投入,并以承朝高速高填方路堤爆破挤密施工为例进行了工程应用验证。

基于不同等效方法的储罐内爆载荷计算与结构破坏分析

以不同容积拱顶储罐为研究对象,分别基于CFD方法和TNT当量法建立储罐内爆模型,研究二者在不同爆心距、不同容积下的结构破坏规律。研究结果表明:使用CFD方法时,可燃气云爆炸压力随着爆心距的增大而增大,使用TNT当量法时爆炸压力变化规律则相反;采用CFD方法得到的储罐破坏时间差别不大,不同工况下最大时长与最小时长相差25%,采用TNT当量法时这一数据超过72%;在密闭空间下爆源距罐壁1m时,CFD方法模拟的爆炸强度相对较低,此时TNT当量法模拟爆炸超压峰值是CFD方法的6.3倍,而当结构与爆源相距较远时,两种方法模拟出的结构破坏规律趋于一致。

采场边坡爆破震动观测与分析

通过保国铁矿生产爆破地震效应对边坡影响的现场观测和数据分析，确定了采场边坡震动参数，并根据确保边坡稳定的要求，给出采场各分区允许的最大质点振动速度值和靠帮爆破时的控制药量。

基于SPH-FEM耦合法的含缺陷输气管道爆炸冲击响应研究

针对大口径埋地输气管道发生物理爆炸对并行含体积缺陷邻管的冲击行为,利用LS-DYNA和LS-PREPOST有限元软件建立基于光滑粒子流体动力学-有限单元法的管-土-炸药耦合模型,分析不同缺陷深度、不同缺陷表面积、不同缺陷位置和不同爆心距下邻管的动力响应;基于爆腔预估公式和峰值振速经验公式,验证了所建耦合模型的可靠性,并通过设计算例开展多工况分析。研究结果表明:迎爆面上的缺陷处为动力响应的热点区域,最大响应特征值(应力、位移与振速)位于缺陷中心处,随缺陷深度的增加或管间距的减小特征值增速由平缓到急剧;相比缺陷位置和表面尺寸对管道的扰动程度,缺陷深度和爆心距对管道的动力响应影响较大;在本研究的条件下,建议埋地并行输气管道的安全间距不应小于5.16 m,且腐蚀深度不大于管道壁厚的0.633 6倍。研究结果可为埋地输气管道极端灾害下的风险评估提供技术支撑,为并行管道可能的抗爆隔爆设计提供模拟数据支持。

爆破后砂岩力学性质的三轴压缩试验研究

为了定量研究受爆破冲击后岩石在三向应力作用下的力学特性,采用在大块砂岩(600 mm×600 mm×120 mm)中钻眼安装粉状硝铵炸药和火雷管爆破的方式,制备了一批经受过冲击损伤的标准试样;然后开展了3种围压作用下的三轴压缩试验,基于试验结果分析了爆心距和围压对砂岩力学性质的影响。研究表明:1随着爆心距的增加,试样的三轴抗压强度、弹性模量、软化模量、内摩擦角和黏聚力表现出以幂函数强化的趋势,而泊松比呈现出以幂函数弱化的趋势,峰值应变逐渐增大但较为离散;爆心距相同的试样,其宏观力学参数随着围压的增加而增大,而软化模量却减小。2试样的声发射活动随着爆心距的增大变得滞后,且爆心距越小岩石的声发射活动越强烈。3随着爆心距的增大,试样的脆性变形特征不断增强,破坏模式由张拉破坏变为拉剪混合破坏,进一步演化为剪切破坏。

矿柱爆破回采对胶结充填体损伤影响试验研究

为确定井下矿柱爆破回采对胶结充填体的破坏范围,选用大红山铜矿现场胶结充填体及同等强度的矿柱模拟材料,在井下废弃但安全的巷道内开展矿柱爆破回采模型试验,并采用超声波测试及爆后表观裂纹观测的方法,分别从损伤度变化和裂纹扩展2个方面探究爆破荷载下胶结充填体的损伤规律。研究结果表明:爆破荷载下胶结充填体在爆心距为45~125 cm的损伤度明显高于爆心距为145~205 cm的损伤度;胶结充填体处裂纹最长可扩展至71.5 cm;根据试验模型中胶结充填体损伤情况,将其划分为稳定区、损伤区和破坏区,该配比下胶结充填体损伤度0≤D<0.07为稳定区,0.07≤D≤0.22为损伤区,0.22<D≤1为破坏区。