基于离散单元法的群楼拆除爆破仿真模拟

基于青岛开发区一商场爆破工程,利用颗粒离散元法建立离散元网格实体模型,用多面体离散元法模拟分析拆除爆破中建筑物的倒塌过程。研发的网格实体模型详细模拟了建筑物从结构局部失稳到整体完全倒塌的整个过程,确定了爆堆轮廓线和爆堆尺寸,直观给出了爆破设计的效果。触地振动、冲击力变化分析结果表明:所给出的爆破方案可达到预期拆除爆破的效果,触地振动符合《爆破安全规程》要求;该模型可优化爆破设计,指导爆破施工,为建筑物拆除爆破的灾害预测与安全评估提供理论依据。     

框-筒结构楼房折叠爆破拆除数值模拟研究

待拆除建筑物为框-筒结构，结构强度高，稳定性好，且位于建筑物和人口密集区，周边环境复杂。为确定合理的爆破拆除方案，提出“立体化渐变起爆”方法，即爆破缺口水平面和垂直平面的相邻爆破立柱炮孔延期时间差异化，实现空间上延时的一种起爆方式。然后利用ANSYS/LSDYNA有限元软件，对V形起爆、对称起爆和“立体化渐变起爆”三种不同起爆方式的爆破方案进行模拟分析，通过对比爆堆形态、爆堆范围和结构触地时能量变化等方面，最终确定了延期时间为0.50 s的立体化渐变起爆的爆破方案。结果表明：立体化渐变起爆与对称起爆相比，结构触地时动能降低50%,内能提高47%,与V形起爆相比，结构触地时动能降低36%,内能提高31%;采用立体化渐变起爆降低了结构的塌落触地振动，结构解体完全，减小了爆堆的范围；起爆方式相同，延期时间为0.50 s时的爆堆宽度和长度及结构的塌落触地振动均比0.25 s时小；数值模拟上部结构触地时刻为3.8 s,实际上部结构触地时刻为4.0 s,而最终爆堆形成均为6.0 s,数值模拟楼房的倒塌过程和爆堆范围与实际爆破效果基本吻合。     

复杂环境下楼房倒塌过程的计算机模拟

使用ANSYS/LS-DYNA软件对某厂办公楼爆破拆除过程进行了数值模拟。采用SOLIDl64单元MAT_BRITTLE_DAMAGE材料建立了以钢筋混凝土为主的整体式有限元模型,用MAT_ADD_EROSION关键字控制爆破切口的形成和材料的失效,爆破切口形成过程由"时间"开关控制。模拟了办公楼的爆破拆除倒塌过程、倒塌形成的爆堆和倒塌触地后与周围建筑物的距离及倒塌过程中的整体应力分布等,并与实际爆破效果进行了比较,证明了计算机模拟是合理可行的,对具体实际工程具有一定的指导意义。     

复杂环境下楼房倒塌过程的计算机模拟

使用ANSYS/LS-DYNA软件对某厂办公楼爆破拆除过程进行了数值模拟。采用SOLIDl64单元MAT_BRITTLE_DAMAGE材料建立了以钢筋混凝土为主的整体式有限元模型,用MAT_ADD_EROSION关键字控制爆破切口的形成和材料的失效,爆破切口形成过程由"时间"开关控制。模拟了办公楼的爆破拆除倒塌过程、倒塌形成的爆堆和倒塌触地后与周围建筑物的距离及倒塌过程中的整体应力分布等,并与实际爆破效果进行了比较,证明了计算机模拟是合理可行的,对具体实际工程具有一定的指导意义。     

冷却塔爆破拆除的数值模拟研究

利用动力有限元软件Ansys/ls-dyna建立有限元模型模拟了某冷却塔爆破拆除的倒塌过程,取得了与实际爆破效果较为一致的结果。在此基础上,对此冷却塔模型在另外3种爆破切口下的倒塌效果进行了模拟,对比分析了爆破切口对冷却塔的倒塌过程、触地震动效应及爆堆面积的影响。     

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.     

复杂环境下冷却塔倒塌过程的计算机模拟

在工业企业废弃建筑物的拆除过程中,科学合理的爆破设计方案能保证建筑物按指定方向倒塌并保证周围建筑物的安全。采用ANSYS/LS-DYNA程序对河曲县发电厂冷却塔爆破拆除进行了倒塌过程的模拟。冷却塔采用SOLIDl64单元*MAT_BRITTLE_DAMAGE材料建立了钢筋混凝土整体式有限元模型,用*MAT_ADD_EROSION关键字控制爆破缺口的形成和材料的失效,爆破缺口形成过程由"时间"开关控制。模拟了冷却塔的爆破拆除倒塌过程、倒塌触地后与周围建筑物的距离及倒塌过程中的筒体应力分布等,并与实际爆破效果做了比较,证明计算机模拟是准确的。     

50m高镶有水箱的钢筋混凝土烟囱爆破拆除

为了安全拆除镶有倒锥形水箱钢筋混凝土复合结构的烟囱,运用有限元软件对该烟囱爆破拆除的倒塌过程进行模拟,得出距触地中心50m处,被保护的框架结构楼房基础位置(4#测点)质点振动峰值1.5cm/s。考虑框架结构楼房在触地振动作用下的响应问题,对该楼房2、4、6、8、12楼层质点峰值振动速度进行了监测和分析。结果表明:各楼层测点触地振动普遍大于爆破振动,振动速度整体随楼层的增高呈衰减趋势,但4、6层测点触地振动的质点峰值振动速度分别为0.622、0.741cm/s,大于基础位置触地振动的质点峰值振动速度0.518cm/s,放大倍数达1.21与1.45。根据数值模拟和监测分析的结果,对镶有倒锥形水箱的烟囱爆破拆除的安全防护,采取了开挖水箱承接坑,沿倒塌中心线方向铺设软垫层,开挖减振沟等方式,取得了较好的效果。振动危害未对框架结构楼房产生影响,整个爆破过程中水箱没有因撞击引起物理爆炸,触地飞石控制在安全范围之内,通过牵引钢丝绳使待拆烟囱倒塌方向无偏离,达到了预期效果,保证了周围建筑物的安全。测点位置的布置可为类似工程提供参考。     

50m高镶有水箱的钢筋混凝土烟囱爆破拆除

为了安全拆除镶有倒锥形水箱钢筋混凝土复合结构的烟囱,运用有限元软件对该烟囱爆破拆除的倒塌过程进行模拟,得出距触地中心50m处,被保护的框架结构楼房基础位置(4#测点)质点振动峰值1.5cm/s。考虑框架结构楼房在触地振动作用下的响应问题,对该楼房2、4、6、8、12楼层质点峰值振动速度进行了监测和分析。结果表明:各楼层测点触地振动普遍大于爆破振动,振动速度整体随楼层的增高呈衰减趋势,但4、6层测点触地振动的质点峰值振动速度分别为0.622、0.741cm/s,大于基础位置触地振动的质点峰值振动速度0.518cm/s,放大倍数达1.21与1.45。根据数值模拟和监测分析的结果,对镶有倒锥形水箱的烟囱爆破拆除的安全防护,采取了开挖水箱承接坑,沿倒塌中心线方向铺设软垫层,开挖减振沟等方式,取得了较好的效果。振动危害未对框架结构楼房产生影响,整个爆破过程中水箱没有因撞击引起物理爆炸,触地飞石控制在安全范围之内,通过牵引钢丝绳使待拆烟囱倒塌方向无偏离,达到了预期效果,保证了周围建筑物的安全。测点位置的布置可为类似工程提供参考。     

180m钢筋混凝土烟囱爆破拆除振动监测及分析

介绍了焦作华润电厂180 m钢筋混凝土烟囱分段控制爆破拆除过程中,采用TC4850爆破振动测试仪对重点保护建筑物进行实时振动监测。通过振动监测结果发现:爆破拆除产生的振动速度均在爆破安全规程允许范围内,不会对周围建筑物构成危害;爆破点与地面的高度差越大,则炸药爆炸产生的地面质点振动速度就越小,反之,则越大;烟囱上段筒体倒塌过程一般经历爆破切口形成、中性轴形成及后移、下座、空中下落及定向转动和触地解体5个阶段;约4 s的中性轴形成及后移过程是烟囱完成预定设计方向倒塌的一个关键条件;上段筒体以非整体倒塌状态触地时,可延长触地作用时间并在一定程度上降低塌落振动速度幅值。     

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...     

石油化工企业技术改造中的控制爆破

为了确保拆除爆破产生的振动不致影响石油化工装置安全,分别对3次建筑物拆除爆破进行了振动测试.实测结果表明;烟囱倒塌落地的最大质点振速是其爆破最大质点振速的1.44倍,而框架结构物爆破中触地振动大于爆破振动不明显;当地条件下拆除爆破振动主频约为20～50 Hz,建筑物落地振动主频约为10 Hz.经分析认为,石油化工装置的爆破安全振速可定为1.0 cm/s.     

建(构)筑物拆除爆破塌落触地振动预测模型研究

塌落体触地诱发的振动是建(构)筑物爆破拆除工程的主要危害,事先对其进行预测是进行工程安全评估以及确定减振措施的前提。为此,基于动量守恒理论,将触地冲击过程简化为塌落体与地表塑性区的非弹性碰撞过程,建立了简化的触地冲击力学模型,并根据振动传播规律,提出了触地振动速度的预测公式。算例表明,该模型计算精度可满足工程需要,且简便易用。     

85m高的烟囱拆除爆破及其振动测试分析

为了验证爆破方案设计的合理性,介绍了广州油制气厂85m高钢筋混凝土烟囱的定向拆除爆破,同时分析了现场环境和影响倒塌的因素。在实施拆除爆破的设计方案时,沿烟囱倒塌方向前后、侧方及周围厂房布置共计11个测点,对此次拆除爆破进行全程振动监测。通过对实测振动信号和数据分析比较,发现在拆除爆破过程中,距离爆源较近处的爆破振动大于塌落触地振动;塌落触地振动强度不仅与振中距有关,而且测点方位对其也有着重要的影响;通过对测试数据拟合分析,发现减振沟和负高差地形能有效地降低振动强度。该研究为改进和优化拆除爆破方案,利用地形条件选择爆破倾倒方向,降低振动效应对周围环境影响具有一定的参考价值。     

85m高的烟囱拆除爆破及其振动测试分析

为了验证爆破方案设计的合理性,介绍了广州油制气厂85m高钢筋混凝土烟囱的定向拆除爆破,同时分析了现场环境和影响倒塌的因素。在实施拆除爆破的设计方案时,沿烟囱倒塌方向前后、侧方及周围厂房布置共计11个测点,对此次拆除爆破进行全程振动监测。通过对实测振动信号和数据分析比较,发现在拆除爆破过程中,距离爆源较近处的爆破振动大于塌落触地振动;塌落触地振动强度不仅与振中距有关,而且测点方位对其也有着重要的影响;通过对测试数据拟合分析,发现减振沟和负高差地形能有效地降低振动强度。该研究为改进和优化拆除爆破方案,利用地形条件选择爆破倾倒方向,降低振动效应对周围环境影响具有一定的参考价值。     

复杂环境下12层框剪结构楼房爆破拆除

介绍了复杂环境下一栋12层框剪结构楼房的爆破拆除工程实例。采用10.4m高的复合梯形爆破切口、楔形半秒孔内延时,分3个爆区三响总延时1 020ms,实现了楼房的整体定向倒塌;通过确定合理的爆破参数、充分的预处理、间隔装药结构、双回路起爆网路等技术措施确保了安全准爆和精确定向倒塌;通过铺设缓冲垫层、炮孔包裹防护、搭设防护屏障等措施有效控制了爆破塌落振动及飞石的危害。楼房按照设计方向倒塌在设计范围内,周围建(构)筑物均没受到影响。该爆破拆除工程在精确定向,控制塌落振动及飞石等方面取得了较好的效果,可为同类工程爆破施工提供参考。     

210m钢筋混凝土烟囱高位缺口控制爆破拆除实践

结合一座210 m高钢筋混凝土烟囱控制爆破拆除工程,介绍了烟囱高位缺口爆破的参数设计和安全措施。受倒塌场地条件的限制,设计利用100 m高度位置的检修平台处作为高位爆破缺口进行分段分次爆破拆除;由于爆破缺口位置较高,设计采用了利于准确定向的倒梯形缺口,并对缺口参数和爆破参数进行了优化选取;为了保证缺口爆破和整体倒塌效果,对内衬和背部钢筋等进行了预处理施工;同时针对高缺口爆破飞石较远、上段倒塌触地震动较大等爆破危害采取了覆盖防护、控减震沟和铺缓冲层等有效防护措施。爆破倒塌过程对下段烟囱形成了撕裂破坏,但整体爆破效果良好。     

复杂环境下高耸建筑物爆破触地振动控制措施

以复杂环境下一座150m钢筋混凝土烟囱爆破拆除为例,分析了高耸建筑物塌落触地振动产生的危害。介绍了爆破切口位置和爆破参数的选取、安全防护措施、减小振动和产生次生危害的措施,对比分析了爆破振动监测结果与最终爆破效果,保证了周边建筑物和各种管线的安全,达到了预期的效果,可为类似工程提供参考。     

大型城市高架桥爆破拆除振动特性

结合拆除爆破测试实例,对城市大型高架桥爆破拆除振动特性及振动波在介质中的传播规律等进行了分析,认为高架桥塌落冲击振动是地下管线及周边建筑物破坏的最主要危险源,使高架桥沿线建(构)筑物产生显著振动影响的只是其附近2³跨桥体触地产生的振动,触地振动影响范围有限,振动主频高于一般地震频率,不易造成周边建(构)筑物产生共振破坏,此外,采取合理的降振防护措施可减小地面及地下防护目标的破坏风险。