隧道爆破振动下既有建筑结构动力响应及#br# 损伤研究综述

针对隧道爆破振动引起建筑结构的损伤问题,首先阐述隧道爆破振动峰值振速和频率的衰减规律;然后总结隧道爆破下采用反应谱法、时程分析法、损伤指数量化法和现场试验测试法得出的结构振动反应特征,阐述隧道爆破下建筑结构的损伤机理和易损构件,并探究了基于高阶局部模态的爆破振动下结构振动的损伤机理;阐述振动安全标准及改进方法;最后指出今后的研究重点：①建立同时考虑结构承重构件和非承重构件的三维全结构模型,探究爆破振动下非承重构件的振动反应及损伤情况;②基于结构动力学和高阶模态理论,通过分析爆破振动主频与结构高阶模态频率之间的关系,探索建筑结构在隧道爆破下的高阶模态振动效应及损伤特征;③需要综合考虑结构峰值振速—峰值应力的耦合响应特征来探究建筑结构在隧道爆破振动下的损伤机理,辨识易损构件,改进和完善爆破振动安全标准;④结合大数据、信息化和结构健康监测技术,实现动态化、定量化和精细化评价爆破振动下建筑物安全和结构损伤。     

隧道爆破下建筑结构局部应力响应及损伤研究

依托新红岩隧道工程,探究了隧道典型爆破地震波与砌体低阶与高阶模态之间的关系,研究了不同工况爆破振动下砌体结构不同构件上的应力响应。砌体结构局部构件上的内力响应远比位移响应要显著,并且与质点的振速约成正比。在峰值振速相同条件下,当隧道爆破振动主频较高时,引起建筑物高阶局部模态下的动力反应,竖向振动引起的结构局部构件上的应力较大;反之,爆破振动主频较低,引起建筑物的低阶整体模态的动力反应,水平振动(结构弱轴方向)引起结构局部构件上的应力较大。砌体结构上的门角、窗角等应力集中部位最容易受损开裂,其次是在峰值振速较高时,局部振动较大的女儿墙、中隔墙等部位及砖墙与混凝土接触的部位也可能受损开裂。     

小净距隧道爆破振动响应与控制研究综述

总结了小净距隧道爆破振动响应研究现状,从加速度、振速和频率3个方面分析了隧道爆破的振动安全判据,对如何优化爆破方案来控制隧道爆破振动响应进行了归纳。得出现场监测是主要的振动响应研究方式;振速-频率双因素作为安全判据较为合理;多种减振方案均可以降低振动响应,合理组合会起到更好的效果。并针对目前研究所存在的不足,对以后小净距隧道爆破工程进行展望。     

上跨临近既有铁路隧道爆破振动控制响应效应研究

以兴泉铁路绿谷二号隧道上跨既有福厦铁路陈坝隧道工程为依托,进行隧道上跨施工对既有铁路隧道控制爆破的振动响应研究。根据不同的施工环境条件制定相应的开挖及控制爆破方案,计算得到不同围岩级别对应的距既有隧道最小斜距的爆破振动速度;然后对比现场试爆振动影响与简化计算方法得到的爆破振动速度,两者具有较好的一致性。最后采用三维有限元方法,得到2.0 m进尺条件下最大速度响应为1.66 cm/s,与计算及监测值较为接近,均满足爆破震动安全允许标准值的要求,验证了模型的准确性和可靠性。     

爆破振动下大前石岭隧道岩堆围岩动力响应预测

为探究爆破荷载作用下岩堆隧道动力响应规律,以大前石岭岩堆隧道爆破开挖为例,建立爆破振动三维有限元模型,分析速度、加速度响应规律,评判隧道围岩稳定性;基于现场实测速度验证了数值模拟的准确性.研究表明:药量一定时,速度随爆距增大而减小,离爆源越近,速度衰减越快,且峰值速度出现的时间越早;爆距一定时,速度随炸药量的增大基本呈...     

建筑结构对爆破振动响应的数值模拟研究

运用结构动力学原理,对结构在爆破振动激励下的动力响应进行了分析计算。并运用ANSYS软件对烟囱结构在爆破振动下的响应情况进行了模拟,得到的计算结果与实际情况吻合。     

小净距交叉隧道爆破振动响应研究

新建隧道从既有公路隧道上方穿过,在空间上形成交叉隧道。上下隧道最小净距为8.1 m,为评价新建隧道爆破施工对既有公路隧道结构的影响,进行了数值模拟研究。结果表明:当新建隧道在距离隧道交叉点10 m以外位置以全断面法爆破施工时,下方既有公路隧道仅受到较小的影响;当其在距离交叉点10 m以内位置以全断面法爆破施工时,既有公路隧道二次衬砌振动速度超标,而采用台阶法爆破施工时,新建隧道可安全通过。     

爆破振动对既有隧道安全影响分析

在天长岭隧道施工过程中,确保临近既有隧道的安全,运用现场爆破监测技术对临近隧道的振动速度振动主频持续时间进行监控。通过爆破数据拟合,确定不同围岩下最佳炸药用量,使既有隧道振动速度符合规范要求,对于毫秒延迟爆破,用总药量拟合爆破振速方程更符合工程要求;由于工程地质复杂多变,隧道线性施工,不同地质情况下爆破振动频率不尽相同,仅对围岩等级相同的情况下分析不同爆心距与峰值振速下既有隧道拱脚处测点爆破振动主频预测,为工程临近隧道安全爆破提供参考。     

基于动力特性测试的既有建筑结构损伤识别研究

开展基于动力特性测试的既有建筑结构损伤识别的研究,论述了结构动力特性测试原理、流程、特有优势、测试过程中注意事项及结构损伤识别等问题,通过结构动力特性测试数据与理论计算数据(或历史数据)对比,确定既有建筑结构是否存在损伤及其损伤的范围。     

建筑结构对隧道爆破的应力响应与稳定性研究

以某隧道工程掘进开挖爆破的震动安全监测项目为依托,对隧道上方民用建筑物的应力响应和稳定性进行研究。选取爆源位于建筑物下方边角处和中心处等不同位置时,运用三维数值模拟研究该建筑各结构构件基础、梁、板、柱、墙体等部位的震动应力时程分析、动力响应分布规律及稳定性,为控制隧道开挖爆破对地面建筑结构的危害提供基础数据,提出对建筑物进行重点构件部位的安全监测或采取针对性加固措施。现场调研验证了的建筑破坏情况与数值模拟结果基本一致。     

列车振动荷载作用下隧道衬砌结构动力响应特性分析

论述隧道衬砌结构动力有限元分析的理论与数值计算方法，并以京广线朱亭隧道列车振动荷载现场测试成果为基础，通过对3种不同断面形状的隧道衬砌结构的动力响应特征进行分析研究，可获得隧道衬砌结构竖向位移、竖向加速度及各种内力时程曲线。研究成果对评价既有提速铁路隧道衬砌结构的动力稳定性和完善铁路隧道结构的设计理论具有一定的指导意义。     

新建隧道施工爆破振动对既有隧道安全性的影响研究

在地下结构动力学数值方法的基础上，采用模态分析得到了体系的动力特性方程，通过ANSYS的瞬态动力学计算，研究了邻近铁路隧道施工爆破振动对既有隧道衬砌结构的影响。     

隧道爆破下底部脱空埋地输气管道的动力响应

以下穿兰成渝输气管道的仙女岩隧道爆破为背景,建立包括管道脱空区在内的隧道爆破三维动力有限元模型,研究爆破地震波引起的不同脱空长度下埋地输气管道的动力响应规律.结果表明:埋地管道下部脱空时,爆破振动作用下管道底部的振速峰值和位移峰值均大于管道顶部,且二者沿管道轴线以脱空中心为对称点呈逐渐减小的趋势;随着脱空长度增大,管道...     

隧道竖向爆破振动下二层砌体房屋动力反应

以成渝高铁新红岩隧道工程为例,测试采用非电雷管和电子雷管爆破时的振动波并对比分析爆破地震波特性;选择一栋二层砌体房屋,建立砌体结构有限元模型,分析不同峰值振速下结构的位移、砌体不同局部构件上的主拉应力特征。结果表明:采用电子雷管相比非电雷管爆破能够有效降低峰值振速;砌体结构的位移从下往上逐渐增大,二层前端女儿墙的位移最大,峰值振速6.0cm/s时女儿墙位移为2.30mm,层间位移角为1/3044,层间位移角限制不适用于爆破振动下房屋安全评价;在高频爆破振动下,结构损伤主要受到应力控制,而不是位移;房屋的门角、女儿墙和中隔墙上的应力水平较高,纵墙上的主拉应力水平最低;隧道爆破振动下,门角等应力集中部位是结构最容易损伤的部位,其次女儿墙和中隔墙在峰值振速较大时也会发生损伤,纵墙不会发生损伤。     

基于三维激光扫描技术的隧道爆破振动响应研究

以云南省曲靖市宝云隧道工程为依托,应用三维激光扫描技术对隧道超、欠挖问题进行了优化,确保了隧道断面施工质量,同时对爆破施工过程中边坡质点爆破振动速度峰值、爆破振动频率和爆破振动持续时间分别进行了监测分析。研究结果表明：采用三维激光扫描技术对隧道超、欠挖问题的优化具有较好的效果;边坡质点爆破振动速度峰值、爆破振动频率和爆破振动持续时间均满足施工规范要求,隧道拱顶下沉位移约为8.0 mm,水平收敛位移约为7.2 mm,并逐步进入稳定阶段;基于三维激光扫描技术的隧道爆破开挖施工的安全性得以保障,可为类似工程提供参考与借鉴。     

建筑结构损伤智能检测与响应智能预测研究综述

随着计算机和人工智能技术的高速发展,越来越多的智能技术被引入土木工程学科交叉研究与应用中。相比于传统土木工程技术,结构智能防灾显著提升了工作效率与精度,因此成为学科交叉的重要发展方向之一。为系统梳理结构智能防灾前沿研究进展,从建筑结构局部损伤智能检测与评估、建筑结构整体损伤智能检测与评估、建筑结构响应智能预测等三个方面,对建筑结构损伤智能检测与响应智能预测研究开展综述。归纳了主流研究技术路线和常用智能算法,分析了已有研究方法的优越性和局限性,并给出了研究挑战。针对现阶段研究中构件局部损伤智能检测与评估的工程应用受限、建筑结构整体损伤智能检测精度较低、建筑结构响应智能预测的可解释性与可靠性较差等问题,针对性地提出未来研究方向的展望和建议,包括提升损伤智能检测算法泛化性、通过超分辨率技术提升建筑结构整体损伤智能检测精度以及将空间信息和物理信息融入建筑结构响应智能预测方法等方面。     

复线隧道施工爆破对既有隧道结构的影响分析

结合襄胡二线新刘家沟隧道实际工程,通过对既有花果隧道的四次爆破振动测试分析及一次爆破验证,说明爆破振动的参数设计是合理的,质点的振动速度能够客观反映现场的地质状况和衰减规律,新建隧道施工爆破对爆心距最小的左边墙影响最大.随着测点与爆心距的增大,质点振速衰减明显,质点振动幅值依次减小.建议在新建隧道洞口段进行分段爆破,限制每次爆破最大段装药量,以保证既有隧道结构的稳定安全和正常运营.     

地铁振动荷载作用下隧道周围饱和软黏土动力响应研究

以上海地铁二号线静安寺站-江苏路站区间隧道周围饱和软黏土为研究对象,通过对隧道周围不同位置、不同深度土体中预埋土压力盒和孔压计,进行现场连续动态监测,对地铁振动荷载作用下饱和软黏土的响应频率、土体响应应力幅值随距离地铁隧道远近以及土体响应应力幅值随深度的变化规律进行研究,并提出了土体动力响应衰减计算公式,利用该式可以计算出地铁列车经过时的影响范围及其动力响应值的大小,可以预测与估算地铁列车振动荷载对周围建筑物的影响情况,为地铁设计、施工以及安全运营提供有价值的参考。