铁路隧道爆破对临近特高压铁塔的振动影响研究

为研究隧道爆破开挖对临近既有特高压铁塔的影响,本文采用现场试验和数值模拟相结合的方法,对铁塔塔基的振动速度进行研究,并且详细讨论了爆心距与振动速度峰值的关系。通过数据拟合,得出本工程条件下隧道爆破质点的振动传播规律及衰减公式。结果表明:塔基的振动速度峰值随爆源与塔基距离的接近而增大,在爆心距为0 m时出现最大振速;竖直方向的振速普遍高于水平方向的振速;三座铁塔最大轴应力均出现在塔基处,最大轴应力随铁塔高度的增加而逐渐减小。数值模拟结果与现场试验结果相近,研究可为实际工程提供参考依据。

爆破影响下砌体结构振动效应及其安全性评价

城市地下工程在进行爆破施工时,邻近建筑结构的安全和稳定至关重要。基于武汉地铁8号线二期联络通道的爆破开挖工程,根据工程现场监测,建立LS-DYNA动力有限元3D数值计算模型并进行了详细分析。研究可知,数值模型质点振速变化和频率特征与工程现场测试基本一致,数值参数和计算方法合理。在振动响应方面,砌体结构主要表现为高度方向的振动,振动最大的点位于结构柱顶、柱脚,振速较大。砌体结构单元动应力沿结构长度方向先增大后减小,沿宽度方向则震荡减小。结构振速与有效应力具有对应关系,根据极限抗拉强度计算得砌体结构的安全控制振速为1.18 cm/s;结构爆破峰值振动速度在安全控制范围以内,单元的峰值有效应力不大于抗拉强度,结构处于安全状态。

基于灰狼算法改进随机森林算法的爆破振动速度预测研究

为改善露天矿爆破作业过程中的峰值质点速度在采用传统经验公式和单一仿生算法时预测精度不够的问题,引入灰狼算法(GWO)优化了随机森林算法(RF)中决策树的棵数和层数2个超参数,成功构建了基于灰狼算法改进的GWO-RF爆破振动速度预测模型。结合某爆破工程69组爆破监测数据,以爆心距、最大段药量、总装药量、微差时间、炮孔数、孔距、孔深及排距为输入参数,运用GWO-RF预测模型和RF模型进行爆破振动峰值速度预测对比。结果表明:GWO-RF组合算法能够考虑更多符合实际的爆破振动速度影响因素,GWO-RF组合算法误差率比RF算法提高了37.83百分点;GWO-RF组合算法的爆破振动速度预测精度达到97.72%。说明GWO成功优化了RF中决策树的2个超参数,也证明GWO-RF组合算法能很好进行露天矿爆破振动速度预测。

爆破振动对边坡稳定性及建筑物开裂影响分析

八渡村移民安置点采用爆破方式进行场地平整,弄中屯房屋出现大量裂缝,分析爆破振动对弄中屯边坡稳定性和建筑物开裂影响非常必要。笔者基于实际工程,采取理论公式推导在爆破工况下边坡稳定性计算方法;运用大型有限元软件ANSYS模拟爆破振动,推导出建筑物安全允许振动速度的炸药量。结果表明:当移民安置点齐爆炸药量为350kg,边坡受到爆破振动力相当于地震烈度为7度时产生的地震水平力;移民安置点齐爆炸药量大于建筑物安全允许振动速度的炸药量时,房屋结构性裂缝由爆破引起。

岩体及充填体爆破振动速度衰减规律研究

巷道掘进爆破中,爆破振动是影响巷道稳定性和充填体稳定性的重要因素,频繁的爆破振动会对巷道围岩和充填体造成损伤,最终发生失稳破坏。通过建立爆破振动监测系统,改进爆破方案和监测位置研究岩体和充填体爆破振动速度衰减规律,得出岩体与充填体振动速度衰减规律的差异性,从而优化焦家金矿爆破药量。研究结果表明:距离爆源越近,爆破振动速度越大,而且会随着爆心距增加逐步衰减;最大振动速度出现在爆源附近,采场爆破对充填体的扰动破坏更大;距离爆炸点相等的充填体平均振动速度为0.223 cm/s,要大于岩体平均振动速度(0.087 cm/s)。根据焦家金矿岩体爆破振动速度传播特点,结合GB 6722—2023 《爆破振动安全规程》,得出了最大单段药量与安全距离的对应关系,提出了一种新的动力应力比法,不仅为优化凿岩爆破设计和爆破药量设计提供依据,而且为焦家金矿深层矿床安全高效开采提供可靠的保证。

高地应力对输水隧洞光面爆破振动传播影响

高地应力环境下水工隧洞光面爆破是未来水工隧洞掘进的重要趋向,对其展开研究具有重要意义和价值。此次研究利用数值模拟的方式,探讨了高地应力对输水隧洞光面爆破振动传播的影响,并获得相关变化规律。结果显示,较高的地应力爆破开挖过程中的保留围岩岩体将受到更大的振动破坏,需要采取更有效的工程措施,降低爆破振动的负面影响。结论对相关理论研究和工程建设具有一定的支持和借鉴作用。

复杂环境下城市隧道施工爆破振动影响及降振技术分析

受工程地质条件影响,部分城市隧道施工需采用爆破施工方式,但爆破施工会影响隧道地表建筑结构的安全性。以某城市隧道为研究对象,研究复杂环境下城市隧道施工爆破振动影响及降振技术。通过分析爆破振动对地表建筑结构的影响,以及对附近居民心理承受能力的影响,得出结论:将爆破振动速度控制在1.10cm/s以内,能够最大限度地降低爆破振动对居民与地表建筑结构的影响。对设计合理的爆破时差与选择合理的爆破参数等降振技术进行分析,并根据降振爆破参数进行爆破试验,试验结果表明:该隧道在X、Y、Z三个方向上的最大振动速度均明显低于应用该技术前,说明该爆破降振技术具备较优的降振效果。

周边机械拆除施工振动对砖混自建房影响的分析

随着经济的发展以及道路扩展、河道扩宽、城镇规划的需要,机械拆除施工日益增加。机械拆除施工对砖混自建房的影响程度以及如何有效地减小机械拆除施工对周边建筑的影响已成为热议话题。文章以某工程为例,通过拆除施工前的预防措施、拆除施工中振动的监测到施工后房屋墙体裂缝及损伤的检测,分析关于机械拆除施工振动过程中对砖混自建房的影响和减小影响的一些方法。

爆破振动作用下桥梁桩孔稳定性振动台试验研究

为了解爆破振动对邻近桥梁桩基成孔后桩孔稳定性的影响,以与山体爆破工程计划同时施工的某主跨280 m的斜拉桥为背景,设计、制作土箱和缩尺比1∶40桩孔模型开展振动台试验,研究桩孔孔壁的破坏特征、土体振动速度和动土压力的变化规律。结果表明:土体的振动速度峰值和动土压力峰值均随着爆破强度的增大而增大,在土体产生破坏后,土体的振动速度峰值和动土压力峰值均呈现出非线性增大趋势;爆破强度较小时土体的动土压力峰值曲线为U形,爆破强度较大时桩孔区域土体的动土压力峰值曲线为W形,桩孔中上部区域的动土压力峰值较大;山体爆破振动会使钢护筒底部与土体交界面以下桩孔的中上部区域出现破坏,应对山体爆破施工加强现场监测,桩孔附近的振动速度峰值不宜超过2 cm/s,以保障桩孔的稳定性。

二氧化碳静态爆破的边坡振动场地效应和能量分析

进行真三轴CO_(2)静态爆破压裂实验和现场测试,获得压力曲线、试样裂隙分布、现场振动曲线和岩体破坏特征,并通过分析压力曲线和裂缝扩展特征来研究致裂原理,同时还利用窗函数傅里叶变换提取振动特征,以评估破岩现场边坡的结构安全。研究结果表明:(1)CO_(2)静态爆破的峰值振动速度在8 m处衰减至满足建筑物保护要求,比传统的钻爆法更安全;(2)CO_(2)静态爆破引起的振动波形的主频高于钻爆法的,且随着距离的加长,振动能量的分布逐渐分散;(3)钻爆法的振动速度预测公式适用于CO_(2)静态爆破的,且带高程的预测公式更为准确。根据压力曲线、试样裂隙分布和现场岩体损伤,提出CO_(2)静态爆破的HIG破岩模型,为新技术的研究提供了基础框架。在实验中没有采集到温度数据,今后迫切需要对聚能剂的瞬时放热特性和温度对CO_(2)状态的影响进行研究。

增建隧道平导扩挖对邻近既有隧道的爆破振动测试分析

既有隧道进口平导为有轨运输小断面,考虑增建二线后防灾救援及排水,需扩挖增大断面。通过理论分析、现场验证和最优化等方法,在工程地质特征分析的基础上,对实际情况进行测试和分析,进而提出增建隧道平导扩挖控制爆破利用已有爆破临空面的优势条件,选用高段位毫秒雷管点火延时的分散性,减少单响爆破用量,充分发挥精确延时错峰减震的技术。实践表明,按照提出的隧道扩挖控制爆破方案进行施工,取得显著的效果,可以保证隧道正常施工和人员安全,既有铁路安全运营,为工程顺利施工奠定坚实的基础,同时也为矿山、公路、铁路、市政,以及其他类似隧道工程爆破提供很好的参考。

基于最小一乘法的露天矿爆破振动预测

为了提高爆破质点振动速度和主振频率经验公式的预测精度,以某露天矿山爆破振动20组监测数据为例,提出了采用灰色综合关联度分析影响质点振动速度和主振频率的关键因素,并利用最小一乘法求解不同经验公式一元线性回归方程参数的方法。研究结果表明:最大段药量、爆心距、高程、孔数以及总药量是影响质点振动速度和主振频率的重要因素,与最小二乘法相比,最小一乘法拟合的经验公式一元线性回归方程预测精度较好,不仅为露天矿爆破振动预测研究提供了理论支持,也为最小一乘法理论的发展提供了实际工程应用。

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。

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。

裂隙结构面对爆破振动速度传播规律的影响分析

爆破振动效应不仅与爆破本身相关,而且还与爆破区域的地质条件密切相关,尤其是爆破近区。结合溪洛渡水电站坝基开挖爆破,分析了爆破近区裂隙结构面对爆破振动速度传播的影响,提出了考虑裂隙结构发育的质点振动速度传播规律的修正经验公式。溪洛渡工程的实践表明,修正的经验公式计算值更接近实测值。

建筑物拆除爆破对临近危楼的振动影响

爆破振动测试是评估爆破对周边环境影响的一项重要工作。在对60m高钢筋混凝土烟囱、框架式锅炉房和锅炉房附楼的2次拆除爆破中,实时监测了距爆区最近的5层砖结构危楼不同处的振动速度,监测表明拆除爆破未对该楼造成损伤,为客观公正评估本次爆破影响提供了依据。进一步分析监测数据和波形曲线得出:每段延期爆破与振动波曲线相对应,最大振动速度出现在锅炉房触地时刻;采用多道沙土墙和减振沟后烟囱触地冲击得以缓冲,振速较小;振动波传播受高程影响较大,一定高程对振动强度有放大作用等结论。

爆破拆除塌落振动速度计算公式的讨论

就如何设计计算高大烟囱或楼房爆破拆除时的塌落振动速度,作者回顾了以往所提出的塌落振动速度计算公式,并对公式及其中参数表述的物理意义与取值作了阐述,以澄清一些引用中对有关参数理解的差异。文中还列举了工程实例,说明公式的应用和公式中各参数的选择。实测数据表明,地面采取减振措施后塌落振动速度可以减小70%。

地层特性对孤石爆破振动传播的影响研究

孤石爆破振动会对周边建筑及地下管线的安全造成影响,分析振动的传播规律可为工程爆破安全控制提供参考。采用Abaqus有限元分析软件建立孤石-地层-炸药三维有限元分析模型,与工程实测数据对比验证了模型的可靠性。考虑均质地层、上软下硬地层和上硬下软地层等情况,研究了土体弹性模量变化对地层及地表土体峰值振动速度传播的影响规律。结果表明:均质地层土体弹性模量越大,孤石上方1~3 m内土体峰值振动速度随埋深的衰减越快,在除孤石与土体交界面外任意埋深处振动速度越小,振动频率越高;峰值速度在上软下硬地层交界面处会出现增大突变,且随着弹性模量差值增大,上层土振动衰减加快而下层土的峰值振动速度不受影响;峰值速度在上硬下软地层交界面处则出现速度衰减突变,且随着两层土弹性模量差值增大,下层土受到反射波作用峰值振动速度有所增大,而地表速度较均质地层减小。

引水隧洞爆破开挖对临近隧道振动的影响及控制

针对新建引水隧洞爆破施工对临近隧道振动的影响,以深圳市石岩北引水隧洞工程为依托,运用MIDAS GTS NX有限元软件建立爆破振动模型,对邻近隧道峰值振速变化规律进行研究。结果表明:爆破峰值振速与单段最大炸药量呈线性正相关,与爆源和测点的距离呈反相关,并受到爆破区域岩性的影响。在最不利工况下,爆破施工引起的峰值振速为6.73 cm/s,大于振动预警值2 cm/s,小于规范安全要求7 cm/s。引水隧洞爆破开挖还会产生空洞效应,在掌子面前后3~4倍洞径范围内较为明显。根据数值模拟结果,在实际工程中应减小单段炸药量并采取毫秒微差错峰手段控制爆破,现场振动检测显示,临近隧道测点峰值振速为1.91 cm/s,小于规范预警值,达到安全标准,工程减振措施取得了良好的效果。

立体交叉石拱桥爆破拆除振动危害控制

纳雍维马石拱桥与简支梁新桥水平方向呈41°斜交,全长为68 m,从新桥第5跨下28.5 m穿过,距新桥4#立柱仅0.8 m。为确保紧邻既有桥梁顺利的爆破拆除,采用原地缓冲塌落控制爆破技术来确保紧邻既有桥梁安全。根据石拱桥自身结构特点,爆破拆除石拱桥对周围环境的破坏,尤其是对4#立柱和墩基础的危害,我们进行了爆破和塌落振动分析,工程中采取了喇叭型爆破切口、上移东西拱脚爆破切口至第二腹拱、增加靠近4#立柱破碎切口、采用起爆网路时差“由西向东、由南向北”顺序,调整靠近4#立柱炮孔抵抗线、各个爆破切口采用不同的炸药单耗等方法,来实现石拱桥爆破拆除有向南倾倒的趋势的同时,满足塌落体最小化以及减小爆破对周围环境的影响,并利用渣石和软土堆码缓冲减振堤、搭设防护排架等安全防护措施,确保了石拱桥爆破拆除的可靠性和安全性。利用塌落振动公式计算新桥4#立柱对应桥面振动速度为3.9~5.2 cm/s,与测振仪测得该点最大振动速度3.879 cm/s相近,验证了爆破拆除石拱桥设计思路及相关参数的选取是科学、合理的。爆破拆除取得理想的效果。