建筑结构控制爆破拆除的力学分析与应用

应用运动学、动力学理论建立建(构)筑物控爆坍落过程的力学模型,进而研究在非定常约束条件下坍落结构的力学特征。首次提出了采用延时起爆技术时,非自由质点系及其广义坐标应是建立在每一段位上的瞬间虚位移。在此基础上,分析求解运动过程中时控单元的质点自由度,为精确选定爆破部位及时序提供了设计理论和计算依据。同时,结合振动理论,将控爆时差、结构载荷分布调制为振动系统,形成坍落结构梁板单元的强迫振动,充分实现在运动中进一步解体、破碎其自身结构,并形成具有明显缓冲效果的下落过程。应用实践结果证明力学分析是正确的,为工程结构爆破拆除计算机辅助设计及动态模拟技术的有效应用奠定了基础。     

8层砖混结构楼房的逐段坍塌爆破拆除

介绍了采用逐段定向坍塌法对1栋混合结构楼房的爆破拆除.逐段定向坍塌法爆破楼房可达到楼体结构在空中剪切破坏,逐段触地的爆破效果.该技术有效地减小单响齐爆药量,避免结构整体同时触地,对爆破振动、塌落振动的控制也有很好的效果.该技术还能解决楼体爆破时结构整体支撑不足的问题,使得楼体的支撑区随结构运动而不断变化,减小后侧坍散范...     

爆破振动频率衰减机制和衰减规律的理论分析

基于弹性介质中球状药包激发应力波的理论解及其频谱表达式,通过引入介质阻尼项,建立了球形药包爆破条件下实际岩体介质中爆破振动的频谱表达式,进而分析爆破振动频率的衰减机制和影响因素。分析表明:爆破振动频率的衰减与爆腔的大小、爆心距、岩体纵波速度和品质因子等因素密切相关。由于爆破地震波幅频分布曲线的多峰结构和高频爆破地震波衰减快的双重因素影响,爆破振动主频随爆心距的增大并非遵循严格的衰减,而在传播过程中会出现局部跳跃现象;爆破振动质心频率则呈现显著的衰减规律,其与岩体纵波速度与爆腔半径的比值成线性比例关系,与爆腔半径和爆心距的比值成幂函数关系。     

基于HHT方法对紧邻既有隧道爆破振动信号的分析

为了研究爆破振动对紧邻既有隧道的影响,以京张高铁地下车站3条紧邻平行隧道的爆破振动信号为基础,采用HHT方法分析小间距隧道爆破时在紧邻既有隧道迎爆侧洞壁处的振动信号,绘制出实测爆破振动波形的Hilbert谱、边际谱和瞬时能量图,并对其进行分析。结果表明,在此工程情况下,振幅最大的频率主要集中在40 Hz;掏槽孔处爆破振动能量最大,在后续施工过程中需针对性采取控爆措施。     

基于HHT方法对紧邻既有隧道爆破振动信号的分析

为了研究爆破振动对紧邻既有隧道的影响,以京张高铁地下车站3条紧邻平行隧道的爆破振动信号为基础,采用HHT方法分析小间距隧道爆破时在紧邻既有隧道迎爆侧洞壁处的振动信号,绘制出实测爆破振动波形的Hilbert谱、边际谱和瞬时能量图,并对其进行分析。结果表明,在此工程情况下,振幅最大的频率主要集中在40 Hz;掏槽孔处爆破振动能量最大,在后续施工过程中需针对性采取控爆措施。     

高层建筑在爆破地震波作用下振动传播规律

为了解决爆破地震波对高层建筑影响的问题,基于爆破地震波的特征及相关因素,以贵阳市观山湖区某一道路爆破工程为例,通过爆破振动现场测试,分析了爆破地震波作用下高层建筑结构振动传播规律。结果表明:爆破地震波作用下测点的垂向振动速度恒大于切向和径向振动速度;随着距爆源高差的增加,爆破振动速度逐渐增大;随着距爆源水平距离的增加,爆破振动速度逐渐减小。通过拟合分析,得出衰减系数α随着高差的降低也逐渐减小;高程影响系数在测点和爆源最大高差时最大。     

建筑爆破倒塌过程的摄影测量分析(Ⅰ)——运动过程分析

以某一爆破拆除工程为例,通过近景摄影测量系统(包括近景摄影和图像处理),对建筑爆破拆除倒塌过程进行了定量分析,获得建筑倒塌运动过程中位移、转角、平动速度、转动角速度等参数。摄影测量数据与建筑倒塌过程的各受力状态进行了对比分析,提出将建筑物的倒塌过程分为爆破切口形成阶段、自由落体阶段、冲击撞地阶段和转动坍落阶段。     

建筑爆破倒塌过程的摄影测量分析(Ⅰ)——运动过程分析

以某一爆破拆除工程为例,通过近景摄影测量系统(包括近景摄影和图像处理),对建筑爆破拆除倒塌过程进行了定量分析,获得建筑倒塌运动过程中位移、转角、平动速度、转动角速度等参数。摄影测量数据与建筑倒塌过程的各受力状态进行了对比分析,提出将建筑物的倒塌过程分为爆破切口形成阶段、自由落体阶段、冲击撞地阶段和转动坍落阶段。     

高层建筑在爆破地震波作用下振动传播规律

为了解决爆破地震波对高层建筑影响的问题,基于爆破地震波的特征及相关因素,以贵阳市观山湖区某一道路爆破工程为例,通过爆破振动现场测试,分析了爆破地震波作用下高层建筑结构振动传播规律。结果表明:爆破地震波作用下测点的垂向振动速度恒大于切向和径向振动速度;随着距爆源高差的增加,爆破振动速度逐渐增大;随着距爆源水平距离的增加,爆破振动速度逐渐减小。通过拟合分析,得出衰减系数α随着高差的降低也逐渐减小;高程影响系数在测点和爆源最大高差时最大。     

隧道钻爆法水封装药结构爆破引起振动计算分析

装药结构是影响爆破振动效应的一个主要因素,针对隧道钻爆法施工中常见的水封爆破装药结构以Heelan短柱状药包激发引起远场质点运动理论解为基础,将该种装药结构分为炸药段和水介质段,并假定爆源远场质点最大振速主要由两段孔壁压力叠加作用引起,求得远场位置处振动速度解析解,并通过现场实测数据进行了验证,同时针对爆破振动影响因素进行了分析。研究结果表明:理论计算值与实测数据存在一定误差,但能满足工程要求,可用于指导施工;水介质段对围岩的作用主要由水介质段的长度和对孔壁的径向压力决定,水介质段长度与炸药段长度的比例直接影响水介质段作用产生的爆破振动数值及在爆破振动总效应中的比例;由于水介质段本身作用强度较小,在远场作用不明显,适于预测和评价爆破近场爆破振动速度。     

爆破拆除双曲线冷却塔倒塌过程动态仿真

双曲线冷却塔底部坐地面积大、重心低、结构稳定,爆破拆除具有一定的难度。本文利用动力分析有限元程序LS-DYNA,对爆破拆除双曲线冷却塔的倒塌过程进行了动态仿真。模拟计算的结果与真实倒塌过程非常接近,说明通过适当的选取计算参数和计算模型,可以对这种复杂结构的破坏倒塌过程进行模拟和分析,指导爆破方案设计及技术完善。     

框架结构楼房爆破拆除倒塌过程模拟

采用有限元方法结合动力有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA建立了钢筋混凝土结构数值模型,以模拟框架建筑物爆破拆除的倒塌过程。将钢筋混凝土看作单质均匀材料并采用约束混凝土材料本构关系,以塑性应变控制材料失效,该方法可以计算建筑物爆破切口的形成及倒塌的全部过程。     

爆破引起岩体损伤的判别方法研究

依据弹性波理论 ,在假定爆破前后岩体的密度、泊松比近似相等的条件下 ,建立了声波的波降率 (η)、岩体的完整性系数 (Kv)以及弹性模量损失系数 (D)三者之间的关系 ,这为弹性模量损失系数 (D)的测定或计算提供了一种工程经验的途径。在上述关系式的基础上 ,以水电工程中边坡及基础爆破开挖为实例 ,对所建立的关系式进行了损伤标准的应用性探讨 ,由此提出了关于工程破坏损伤判据及可以接受的工程损伤判据概念     

建筑爆破倒塌过程的摄影测量分析(Ⅱ)——后坐及能量转化分析

通过前文"建筑爆破倒塌过程的摄影测量分析(Ⅰ)——运动过程分析"中搭建的摄影测量系统,根据图像处理原理以及非量测用摄影机采集到的一系列建筑物倒塌过程的图片的特点——摄影的坐标定位相同,编写图像批处理程序,对建筑物倒塌过程的运动轨迹进行测量。根据摄影测量分析获得的建筑物倒塌过程中的姿态及力学参数,对建筑物爆破拆除过程中后坐现象的形成过程和机理进行了分析,并探讨了建筑物倒塌过程中的势能、动能和机械能的变化和转化的过程。     

复杂环境下大楼的定向爆破拆除

待拆除的大楼结构复杂,与旁边需保护的建筑物相距仅5.2m,必须严格控制楼房倒塌的方向、倒塌过程中的后坐和倒塌后的爆堆。为此,通过人工预处理将大楼分成两个部分,并分次进行不同倒塌方向的定向爆破拆除。文中对避免高楼爆破过程中产生后坐的技术措施和在复杂环境中楼房爆破拆除的安全措施进行了探讨。     

复杂环境下大楼的定向爆破拆除

待拆除的大楼结构复杂,与旁边需保护的建筑物相距仅5.2m,必须严格控制楼房倒塌的方向、倒塌过程中的后坐和倒塌后的爆堆。为此,通过人工预处理将大楼分成两个部分,并分次进行不同倒塌方向的定向爆破拆除。文中对避免高楼爆破过程中产生后坐的技术措施和在复杂环境中楼房爆破拆除的安全措施进行了探讨。     

多栋楼房同时爆破拆除

长春市伪满皇宫博物院门前的4栋七层楼房采用了定向和逐段解体的爆破方法同时拆除,降低了楼体坍塌时对地面的冲击强度。此方案在爆破拆除过程中,不但考虑了每栋楼之间是相互影响的,而且也是可以相互利用的,因此采用了交叉延时爆破,使每栋楼房在倒塌落地前可以互相阻挡爆破飞散物。此外,爆前预拆除全部由机械来完成,加快了施工进度。这些技术措施确保了多栋楼房同时爆破拆除圆满成功。     

爆破拆除双曲线冷却塔倒塌过程动态仿真

双曲线冷却塔底部坐地面积大、重心低、结构稳定,爆破拆除具有一定的难度。本文利用动力分析有限元程序LS-DYNA,对爆破拆除双曲线冷却塔的倒塌过程进行了动态仿真。模拟计算的结果与真实倒塌过程非常接近,说明通过适当的选取计算参数和计算模型,可以对这种复杂结构的破坏倒塌过程进行模拟和分析,指导爆破方案设计及技术完善。     

105m高电缆车间爆破拆除与振动危害控制

介绍了105m高框架-剪力墙结构电缆车间定向爆破拆除案例,根据车间的结构稳定、周围环境复杂、混凝土强度高及解体难度大等特点,制定了向正东方向倒塌的爆破方案。布置一个爆破切口,将暗柱及大面积的剪力墙进行预拆除。采取减振堤降低塌落振动,采取草袋、铁丝网、橡胶输送带、双层密目尼龙安全网等安全防护措施防止飞石危害,达到了良好的拆除爆破效果,可为类似控制爆破拆除工程提供参考。