爆破振动与塌落触地振动特点及传播规律试验研究

基于某大型高架桥爆破工程,制作了1∶1足尺单柱模型和单跨桥梁模型,采用单柱爆破试验研究爆炸引起的振动特点及其传播规律;利用单跨梁体爆破试验研究爆炸物塌落触地引起的振动特点及其传播规律。基于试验结果的分析表明:(1)振动响应随着距离的增加而显著衰减;(2)不同位置处的振动影响程度取决于爆破距离;(3)倒塌触地振动引起的主频率接近一般结构前几阶频率,可能引起周围结构较大的动力响应;因此,在实际爆破工程中应优先考虑塌落触地振动。试验研究成果可为国内今后类似爆破工程的设计与实施提供参考。     

直立边坡控制爆破对地下输油管道的影响与方案优化

由直立边坡控制爆破振动测试数据的拟合分析,结合冲击作用下地下管道的动力响应推导,研究了直立边坡控制爆破对地下输油管道的影响。结果表明,爆破塌落体触地时对地面的冲击振动大于炸药爆炸本身引起的地面振动,得出了影响冲击振动强弱的相关因素,并根据分析结果对原有爆破方案进行优化,保证了爆破施工安全与效果。     

直立边坡控制爆破对地下输油管道的影响与方案优化

由直立边坡控制爆破振动测试数据的拟合分析,结合冲击作用下地下管道的动力响应推导,研究了直立边坡控制爆破对地下输油管道的影响。结果表明,爆破塌落体触地时对地面的冲击振动大于炸药爆炸本身引起的地面振动,得出了影响冲击振动强弱的相关因素,并根据分析结果对原有爆破方案进行优化,保证了爆破施工安全与效果。     

塌落触地振动对地铁管片结构的影响研究

为研究建(构)筑物爆破拆除塌落触地振动对地铁管片结构的影响,结合武汉市精武片区爆破拆除工程,采用ANSYS有限元软件对周边地铁管片结构进行了模态分析和动力响应研究。模态分析的计算结果表明:地铁管片结构的前十阶主振频率在0.1~0.26 Hz之间,属于低频。说明管片结构对低频的触地振动比较敏感,低频成分高的触地振动更容易对其造成破坏。塌落触地振动作用下地铁管片结构的动力响应计算结果表明,行车道墙角处的质点振动速度峰值与实测值比较吻合,地铁结构顶板和侧帮位置处的最大主应力值比较接近,最大值为3.24 MPa,低于钢筋混凝土材料的拉伸极限。     

提高地铁车站结构抗震能力的理论及数值分析

1995年阪神地震中,地铁车站等地下结构遭受了严重的破坏,其中大开地铁车站破坏尤为严重,一半以上的中柱发生坍塌,为了提高地铁车站结构的抗震能力,本文基于第二类拉格朗日方程首先建立了地震荷载和轴力联合作用下柔性动边界梁动力响应的分析方法,并讨论了轴力和弹簧刚度与阻尼系数对动力响应的影响特点与规律,然后利用ABAQUS软件对阪神地震荷载作用下大开地铁车站在有无设置隔震器时进行了三维非线性动力分析。研究结果表明：)     

济南2号线地铁列车运行引起环境振动测试分析

为了解济南地区地铁运营产生的环境振动特性，分别在地铁车站、区间地面及邻近建筑物不同位置处设置测点，全面测试地铁2号线运行引起的环境振动情况，分析不同测点振动响应的时频特征，探讨地铁环境振动在地面及不同结构物中的传播规律。研究表明：随与地铁隧道距离的增加，环境振动周期性逐渐减弱，地铁车站、区间地面及邻近建筑物内振动水平分布介于0.09 mm/s～0.72 mm/s、0.11 mm/s～0.64 mm/s以及0.07 mm/s～0.15 mm/s之间；地铁车站和邻近建筑物内振动频率成分较区间地面更为丰富，体现土体的材料阻尼和结构物激发中高频振动的作用。不同场地及建筑物内振动传播规律不同，建筑物基础和底板起到隔振减振作用。研究成果使现有地铁环境振动实测结果数据得到进一步充实，可为类似地层数值计算提供验证。     

浅埋金属圆管在爆破拆除塌落冲击振动下的动态响应

为研究爆破拆除过程中浅埋地下金属圆管对塌落冲击的动态响应,采用模型试验和数值模拟相结合的手段,探究了塌落冲击载荷作用下塌落高度、重物质量以及管土刚度比对浅埋金属圆管动态应变的影响,得到了埋地圆管在不同参数影响的塌落冲击载荷作用下的动态响应规律;相似律指导下,采用数值计算方法验证了爆破拆除过程中塌落冲击浅埋金属圆管的缩比模型中土体和金属圆管的动力学响应符合相似关系。研究成果可以为复杂环境下高层建(构)筑爆破拆除工程的模型试验设计及减振防护设计提供理论参考。     

地铁引起的站台邻近建筑室内振动预测分析

为了对地铁引起的站台邻近建筑楼层振动进行预测,提出并验证半经验半数值的振动预测方法,即运用实测经验法确定振源强度,有限元法分析建筑结构振动传递函数,将源强与传递函数相结合对建筑结构振动响应进行预测。利用半经验半数值的振动预测方法,对某地铁站台及其邻近建筑进行环境振动预测分析,得到地铁运行引起站台邻近建筑室内振动加速度级随楼层变化规律及其频谱特性。结果表明,半经验半数值的振动预测方法可行;地铁引起的站台邻近建筑内,随着楼层升高,低频振动受结构固有频率影响逐步放大,高频振动受阻尼影响能量衰减逐步减小,总振级随楼层增高呈先减小后增大趋势。该结果对地铁运行引起的站台邻近建筑室内环境振动预测及隔振设计具有实际意义。     

城市高架桥塌落冲击地铁隧道结构的动态响应及防护技术

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对城市高架桥塌落振动及其对地铁隧道结构的影响进行了系统研究,建立了适于描述桥体塌落冲击作用下地铁隧道结构动力响应的三维有限元计算模型。通过比较有、无防护条件下桥体塌落冲击隧道结构动力响应过程,得到了不同工况下典型质点单元三向振动速度及应力时程曲线变化规律。研究结果表明,与无防护措施条件下桥体塌落冲击隧道结构相比,以"钢板-橡胶轮胎"为主要形式的复合防护结构使隧道所受的振动速度、压应力和拉应力最大值分别下降了98.7%、95.6%及94.4%。实测数据与数值计算结果具有良好的一致性,隧道结构所承受的振动速度低于地铁管理部门提出的安全阈值要求,综合防护体系设计达到了预期效果。     

切口高度对烟囱拆除爆破塌落振动的模拟研究

切口高度是影响烟囱拆除爆破触地振动的重要因素,为此利用ANSYS/LS-DYNA动力学有限元软件,建立分离式共节点模型,分别选取烟囱切口高度为0.5m、1.5m、2.5m、3.5 m几种工况进行模拟,分析了烟囱倒塌过程及倒塌方向前后的触地振动规律,研究不同切口高度对烟囱拆除过程中塌落振动的影响规律,结果表明:烟囱倒塌的反方向区域,第一次触地振动的振动速度比第二次大;烟囱倒塌方向,第二次触地振动的振动速度远远大于第一次.随着爆破切口高度的增加,烟囱的触地振动对周围的建筑物影响变小.最后,将数值模拟的结果应用在实际爆破过程中,降低了烟囱塌落振动的危害,验证了该方法的科学性.对拆除爆破触地振动降振机理研究具有重要的理论意义和工程实用价值.