地下箱形结构在爆炸地震波作用下动力响应的解析分析

基于平面弹性波动理论,建立了爆炸地震波作用下地下箱形结构动力反应的衍射模型,并与一维集中参数模型、一维弹塑性波动理论模型以及洛阳土中试验结果进行对比,验证了模型的正确性。研究了入射波角度、衬砌宽高比、围岩介质和爆炸距离的波动特性,结果表明:随着入射角度的增加,衬砌不同部位呈现明显的非一致分布特性,左侧墙位移大于顶板和底板;随着宽高比的增加,衬砌位移峰值增大,顶板和侧墙轴力减小;当阻抗比大于0.17时,围岩特性对衬砌动力的影响更加明显;衬砌各位置的应力幅值随爆炸距离增加而减小,距离越大,影响越弱。

爆炸地震加速度幅值的包络函数模型

以Shinozuka Sato双指数调幅函数为基础 ,提出了一个爆炸地震加速度幅值的包络函数模型。根据爆炸地震的特点 ,建立了与爆炸形式、药量和场地条件相联系的包络函数基本参数关系。分析表明 ,加速度幅值的包络函数是地介质对爆炸作用的均方根加速度响应的等价形式 ,可以用于模拟地震地面运动的时间历程。所提出的应用实例证明了加速度幅值的包络函数是一种更好的爆炸地震运动描述方法。

爆炸地震地面振动速度的随机相似性

根据实验测试结果 ,讨论了爆炸地震地面振动的随机相似现象。提出了利用速度时间历程及其功率谱密度函数判别随机相似性出现的条件。当爆炸源和所研究地面振动地点的位置确定时 ,如果功率谱密度函数满足统计相似条件 ,则速度时间历程具有随机相似性。

爆炸地震地面竖向振动的幅值特性

对地面附近爆炸地震引起的地面竖向振动幅值特性进行了实验研究 .用药量为2 kg的 TNT药包分别放置于地面、地上和地下引爆 ,得到了离开爆炸源不同距离处地面的竖向振动速度 .分析表明 ,地面竖向最大加速度和最大速度随距离的衰减均服从负幂函数关系 。

爆炸地震波作用下深埋圆形隧道的动力响应分析

深地下结构在爆炸地震波作用下的动力响应是防护工程设计和评估的重要问题,发展适应深部特点的快速计算方法具有重要意义。采用集中质量方法将圆形隧道离散为有限自由度体系,并将爆炸地震波的作用看作一系列作用在集中质量上的动力,利用局部变形理论将围岩的弹性抗力简化为弹性链杆,采用矩阵力法考虑结构在各种内力作用下产生的自身变形和弹性半空间的变形,并据此建立结构动力方程矩阵。通过对结构动力方程的求解,可以得到结构的动力集中系数和结构内力、弯矩、位移等参数。采用所提出的方法计算一个算例,分析围岩等级、荷载作用位置、正压作用时间以及入射波角度等因素对隧道衬砌结构动力响应的影响。

神经网络方法在爆炸地震震中定位方面的应用

地震定位过程中，由于地球介质的不均一性以及台站局部地质条件的复杂性，使震中距和地震波走时呈非线性关系。利用通常地震定位方法所确定的爆炸地震震中位置和实际震中存在２０～３０ｋｍ偏差。人工神经网络具有高度非线性映射功能，可应用于地震震中定位。应用ＢＰ（反向传播）神经网络确定远场爆破地震震中的实例表明，所确定的震中位置和实际震中位置偏差在８ｋｍ以内，外延预测确定的震中位置和实际震中位置偏差小于１８ｋｍ。

爆炸地震波模拟研究

基于能够描述爆炸地震波的非平稳随机过程模型进行爆炸地震波的模拟研究。基于爆炸地震能量守恒以及经验关系,提出了能够考虑装药量和爆距影响的爆炸地震波功率谱密度和幅值包络线模型,并且利用实测的爆炸试验数据,对模型参数进行标定,给出单点、两点(微差)和多点(微差)爆炸地震波实用模拟方法。结果表明模拟得到的爆炸地震波时程能够很好地再现爆炸地震波的一些特性。

爆炸地震波作用下地下结构动力响应数值分析

爆炸地震波荷载类似于天然地震波荷载,但又不完全相同。基于有效应力动力分析法,运用二维显式有限差分程序FLAC对地下结构在竖向和水平爆炸地震波荷载作用下的动力响应进行数值分析。编制了周围土体介质分析模型的程序模块并与FLAC接口。考虑了水平和竖向爆炸地震波荷载对地下结构的耦合效应,得出了一些定性的结论。

爆炸地震对计算机硬盘工作状态的毁伤效应

论述了计算机硬盘在工作状态下的爆炸地震毁伤效应 ,通过试验确定了硬盘毁伤的振动强度临界值并利用 FAE战斗部产生的爆炸地震对其进行了验证 ,分析了硬盘爆炸地震毁伤的机理。结果表明

炸药性能对爆炸地震波幅值影响的对比试验研究

通过近地表同药量的燃料空气炸药 (FAE)和 TNT爆炸地震对比试验 ,研究了炸药性能对爆炸地震波幅值的影响 .试验测试结果分析表明 ,炸药性能对地震波幅值有显著影响 ;对地震波频率影响不大 ,主频范围基本保持在 5～ 2 5 Hz.同时 ,FAE表现出了在等距离处峰值速度比 TNT高的特性 .说明

直墙拱顶地下结构受爆炸地震波作用的动力响应

研究有弹性垫层的地下直墙拱顶结构在爆炸地震波作用下动力响应,采用共同变形理论及矩阵力法考虑衬砌与围岩的相互作用建立爆炸地震波作用的地下防护结构动力响应快速计算方法。分析围岩等级、垫层参数及荷载作用形式等对典型直墙圆拱结构动力响应影响。结果表明,围岩等级对结构动力响应具有显著影响,围岩质量越好结构位移、内力越小;垫层有延迟响应、降低响应峰值作用,荷载作用形式也有一定影响。

爆炸地震波作用下盾构隧道动力响应分析

盾构隧道衬砌由于各种类型接头的存在而与整体式衬砌的力学特性存在较大差异。将盾构隧道衬砌结构看作由弹塑性铰链连接的刚性管片组成,考虑围岩介质的黏弹性,提出了爆炸地震波作用下盾构隧道动力分析的简化计算方法。采用该方法对南京地铁盾构段典型横断面进行了动力分析,研究了爆炸地震波入射角度、围岩介质特性及管片厚度对结构受力与变形的影响规律。分析结果表明:波入射角度对盾构隧道有很大影响,斜入射时结构的动力响应要大于垂直入射时结构的动力响应;围岩介质等级越高,围岩对隧道结构的约束越强,隧道的抗爆性能越好;管片厚度的增大会增大结构的内力,合理设置管片厚度有利于提高盾构隧道抗爆性能。

断裂构造对爆炸地震波传播规律的影响

从断裂构造的地质特征出发。提出了计算爆炸地震波通过削弱层的简化模型；运用粘弹性波动理论，得到了地震波通过削弱层时的衰减规律及表达式；采用数值计算的方法，分析了爆炸地震波频率与断裂构造参数对衰减的影响。

基于双参数匹配追踪算法的不同孔深爆炸地震波特性研究

利用爆炸地震波信号的非平稳随机特性,对其进行Hilbert变换转换成复数信号,获得爆炸地震波信号瞬时频率和相位双参数。使用双参数匹配追踪(Matching Pursuits)算法分解爆炸地震波信号,有效提高了匹配追踪(MP)算法的扫描效率,降低算法复杂度,较传统过完备匹配追踪算法运算速率明显提高;结合维格纳瑞利分布(Wigner Ville Distribution,WVD)分析了不同孔深的爆炸地震波时频特性,有效消除了WVD交叉干扰项的影响。分析结果表明:在一定深度范围内,孔深增加,爆炸地震波能量增大,但高频能量衰减更严重;当孔深超过一定深度时,爆炸地震波高频能量衰减趋于稳定。

单自由度系统的爆炸地震演变响应

提出了一个单自由度结构系统爆炸地震随机地面振动演变响应的理论分析方法。根据爆炸地震效应的特点 ,建立了一个地面运动激励模型 ,并以TNT炸药爆炸实验测试结果为实例 ,讨论了模型中相关基本参数的确定方法及其结果。在给定结构固有频率和阻尼系数条件下 ,得到了单自由度系统的爆炸地震位移响应功率演变谱和均方根位移理论解。与在一个混凝土基座上的测试结果进行对比表明 ,得到的理论均方根位移具有较好的预测精度。

整体隔震系统对天然及爆炸地震波响应试验对比分析

采用经过缩尺的获得国家实用新型专利技术的鼓形钢丝绳隔震器,对两层整体钢结构模型分别进行了天然地震波和爆炸地震波输入情况下的隔震试验,得到了两种情况下的隔震效果以及有关频谱、应变、位移等的情况,试验表明,该型隔震器对两者的响应存在较大差别。研究结论可对以后相关方面的研究提供一定的借鉴。

爆炸地震地面运动竖向加速度的实验研究

对地面和地面以上爆炸地震引起的地面竖向振动加速度进行了实验研究。用药量为 2kg的TNT药包放置于地面和地面以上不同高度处引爆 ,通过测试获得了离开爆炸源不同距离处地面的竖向振动加速度。实验数据分析表明 ,加速度幅值的时间历程可以用一个双指数函数给出近似的包络过程 ,最大加速度随距离的衰减服从负幂函数关系 ,其取值和衰减速度与爆炸方式存在一定的联系。所提出的研究结果为爆炸地震效应的结构响应随机振源描述提供了理论基础。

爆炸地震波在半无限介质自由表面运动规律

为更好的研究在浅埋地下爆炸作用下岩土体中出现的波动过程,将爆炸力学、弹性力学和高等数学的基本理论知识进行有效结合,建立了浅埋爆炸作用下,地震波在半无限介质自由表面运动的计算模型,并用Matlab编程计算爆炸地震波的水平和垂直位移.结果表明:震源同一埋深时,随着地震波传播距离的增加,水平方向和垂直方向的位移均减小,但垂直方向位移比水平方向位移衰减的快;震源在不同埋深时,爆破震源埋深的增加,水平方向的位移和垂直方向的位移也均减小.Matlab编程计算结果是正确的符合实际爆破工程中地震波在岩体介质中的传播规律.

炸药量和场地条件对水下爆炸地震波影响的数值模拟

运用LS-DYNA3D程序对不同药量和场地条件下水下炸礁的爆破过程进行了数值模拟,给出了质点振动速度、加速度衰减规律;另外,模拟得出的爆炸地震加速度时程可作为工程结构响应计算时的激励,克服了爆炸地震波激励难以确定的困难,为爆炸地震波对工程结构的影响效应研究及计算方法提供了一定的参考。

爆炸地震波对地面结构影响效应的数值模拟

运用LS DYNA3D程序对封闭岩体中的爆炸过程进行了数值模拟,研究表明,利用LS DYNA3D程序模拟得出的质点振动速度峰值与理论公式计算出的结果基本相符;另外,模拟得出的随时间变化的地震动加速度可作为地面结构响应计算时的激励,这克服了爆炸地震波激励难以确定的困难,为爆炸地震波对地面结构的影响效应研究及计算方法提供了一定的参考。