减震孔在小间距隧道爆破开挖中的降振效应

为降低小间距隧道爆破开挖中爆破振动对既有隧道产生的影响,确保其正常运营,设置减震孔是一种有效的控爆措施。利用ANSYS/LS DYNA软件对减震孔在不同布置位置和形式的掏槽爆破进行数值模拟计算,发现:在传播方向上,随着减震孔与爆源距离L的增大,质点水平方向峰值振动速度和质点峰值振动速度先减小后增大,而质点垂直方向峰值振动速度相反。当距离L为1 m时,布置双排梅花形减震孔效果最好,减振效率为10%～20%,其中垂直方向减振效率最高达到45%,并将小间距既有隧道中墙体迎爆侧破坏作为安全评价基准。通过理论计算得出减震孔在隧道爆破中的衰减规律,为爆破振动强度的预测提供依据。     

新建隧道下穿既有铁路结构爆破振动影响分区及减震优化

以厦门轨道3号线区间隧道下穿既有铁路为工程背景,通过现场爆破振动监测数据,引入比例距离(R^-)拟合振动衰减曲线,探究新建隧道下穿既有铁路结构的振动响应规律.通过数值模拟计算隔振空孔爆破、单孔单响与分段延时起爆对铁路结构的减震作用.试验结果表明:当0<R^-<13.73时为爆破振动影响近区,当13.73≤R^-≤28.45时为爆破振动影响中区,当R^->28.45时为爆破振动影响远区,且振动影响近区振速衰减最快,中区衰减过渡,远区趋于衰减平缓;增设隔振空孔不仅可以减震,还能扩大分区影响范围,提升作业效率;相比单孔单响起爆,分段延时间隔起爆能显著降低波形叠加效应,达到减震作用.     

太子矶航道水下钻孔爆破地震波测试与分析

以长江太子矶航道疏浚爆破工程为例,通过对其爆破地震波的测试与分析,得出爆破振动速度的衰减经验公式,提出爆破振动速度安全判据及不同状态下的最大允许药量,并依据实测数据评估了水下钻孔爆破对长江大堤的影响。     

减震沟长度对塌落振动的减震效果的试验研究

利用混凝土块的重复倾倒来模拟建(构)筑物爆破拆除的倾倒过程,并采集由此产生的塌落振动信号.在倒塌方向开挖不同长度的减震沟,探索减震沟长度变化对塌落振动信号的衰减影响.对实验所采集的数据信号进行分析,减震沟长度从0.6 m依次增加至1.6 m,峰值振速的降低幅值较大,从1.6 m依次增加到2.4 m峰值振速的降低峰值较小.由此确定在试验条件不变的前提下对塌落振动信号的衰减明显的减震沟长度的最优区间为1.6~2.0 m.另外,通过HHT法得到振动信号的希尔伯特三维能量谱,显示出塌落振动信号携带的能量衰减在0.6 m依次增加至1.6 m的过程明显,从1.6 m增加到2.4 m时衰减作用减缓,进一步验证了在试验条件不变时减震沟长度的最优区间为1.6~2.0 m.     

四川汶川穗威大桥引桥减震隔震设计

介绍了四川汶川穗威大桥引桥减震隔震设计的过程和思路.通过静力分析得到隔震支座的规格和铅芯的直径,然后采用反应谱设计方法计算出桥梁满足大震作用时梁体8 cm变位所需阻尼系数,以及桥墩的内力,并通过动力时程分析方法对设计结果进行验证,结果表明:该方法可实现桥梁在大震条件下梁体8 cm的变位和桥墩75%的减震率要求.最后对桥墩承载力进行验算,结果表明:在强震作用下,桥墩基本处于弹性状态.其设计过程可为桥梁的消能减震设计提供参考.     

桥梁铅销橡胶支座减震效果的影响因素研究

建立了各墩台高度相等且与地基固结的连续梁桥模型,采用自主开发的"桥梁结构非线性地震反应分析程序",对影响公路连续梁桥铅销橡胶支座减震效果的因素进行了正交试验计算分析,并对计算结果进行了方差分析,证明了支座铅销面积和桥墩高度是影响减震效果的2个显著性因素;分析了支座铅销面积对减震效果的影响规律,结果表明,改变各墩台支座的铅销面积比可在一定限度内调节地震作用下位移与内力响应在各墩台之间的分配;计算了8°,9°设防烈度和Ⅰ,Ⅱ类场地土条件下不同桥墩高度时模型桥的最大减震率,给出了相应设防烈度和场地土条件下铅销橡胶支座能实现30%减震率的最大桥墩高度,提出了一个无量纲常数--界限常数,据此常数可以判断出一定设防烈度和场地土条件下连续梁桥是否可以采用铅销橡胶支座进行减震设计实现30%的减震率.     

减震层作用下地铁车站结构的三维减震分析

利用ANSYS有限元软件建立岩土体—减震层—地铁车站结构体系相互作用的三维数值计算模型,依据地下结构受控模态理论和动力学振动理论,将该模型简化为3个自由度的振动体系,以平面应力方式建立振动方程,探讨其减震机理与效果。在此基础上,分别从位移与应力2方面分析不同减震层材料、不同减震层厚度对地铁车站结构的减震效果的影响,并与不设减震层的地震反应进行对比。研究结果表明:地铁车站结构周围设置减震层后,车站结构的最大相对位移差以及应力都有明显的减小,土体对结构的部分作用力被减震层材料吸收和分散,结构趋于做整体运动;达到应力和位移的峰值时间也向后推迟,改变了结构原有的频谱特性,对结构起到了双重保护结构作用;2种减震材料作用下都使结构下部的减震效果比较好,特别是采用弹性模量较小的橡胶材料时,减震效果比较明显;随着减震层厚度的增加,最大相对位移差和应力也不断减小,当将减震层设置为25~35 cm厚的橡胶材料时,应力减小达幅度达到20%~30%,起到良好的减震作用。     

减震沟参数对地铁隧道爆破减震效果的影响

为了分析减震沟参数对地铁隧道爆破减震效果的影响,基于萨道夫斯基经验公式和能量衰减原理探讨减震沟的减震机理;以珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段隧道为依托工程,利用FLAC3D软件建立隧道数值计算模型,应用正交设计原理设计数值计算方案,分析隧道爆破施工时不同减震沟参数下地表质点振动速度的变化规律。研究结果表明:减震沟参数对地铁隧道减震效果影响程度从大至小依次为减震沟深度、减震沟与爆源之间的水平距离、减震沟宽度,这与减震机理分析结果相符;在减震沟的设置参数范围内,随着减震沟与爆源之间水平距离增大,减震率增加幅度先快后慢,减震沟的深度越大,减震率越大;以减震沟参数即宽度为1.0 m、深度为1.2 m、与爆源之间的水平距离为12.0 m的开挖方案为依托工程的优化设计方案,在此方案下,工程实践应用效果良好。     

废车、减震沟及沙袋缓冲对塌落振动减振效果对比研究

针对城市爆破拆除工程中的塌落振动问题,结合落锤冲击数值模拟与塌落冲击试验研究了减震沟、废弃机动车及沙袋缓冲层等减振措施对塌落振动的减振效果。结果表明,落锤冲击数值模拟与塌落冲击试验动力响应规律较一致,减震沟、废车及沙袋缓冲等均能在一定程度上降低地面质点振动响应峰值;塌落冲击试验中所有振动分量频率均介于10～40 Hz之间,废车及沙袋缓冲对部分振动分量频率影响不明显;在减震沟、废车及沙袋缓冲等3种减振措施中,废车尤其微型面包车缓冲减振效果最好。     

组合帷幕阻波帘对水下冲击波的防护特性分析

帷幕阻波帘对水下冲击波具有衰减作用,有利于水下建筑物保护,防止生态环境恶化,维持原始水域生态平衡,因此应用帷幕阻波帘减弱冲击波的破坏作用具有重要的现实意义。针对水下爆破高能量冲击波和反复形成的气泡脉动现象,设计了气泡帷幕与气泡膜帆布帘分段防护组合式帷幕阻波帘。首先应用Zamyshlyayev经验解析方法计算气泡帷幕对冲击波的压力衰减过程,在此基础上采用ANSYS LS-DYNA模块,模拟分析最优阻波帘设计方案。通过在水下4 m使用300 g乳化炸药作为爆源,距试验药包半径3 m布置水击波测点及半径9 m处布置鱼类网箱进行测试,试验结果表明,冲击波综合衰减率为97.72%～98.29%,满足了对水下冲击波防护特性的要求,验证了组合帷幕阻波帘设计的合理性。     

减震沟条件下爆破振动对邻近结构动力响应

为研究在减震沟影响下邻近建筑物对拆除爆破振动的动力响应,以乌海市科技大楼爆破拆除为例,采用有无减震沟条件下所实测地震波数据,并利用ANSYS/LS-DYNA建立10层框架结构模型,对有无减震防护措施下邻近建筑物的动力响应进行模拟研究,得到建筑物的单元应力以及节点相对位移变化规律.研究结果表明:相对于无减震沟而言,大楼爆破拆除产生的地震波在减震沟影响下,所建立的邻近框架结构模型的单元应力在各方向降低范围在20%到36%,节点在Y方向的相对位移衰减率为47.43%,而节点在X与Z方向的相对位移没有明显变化.     

围压下空孔直径对直眼掏槽爆破振动的影响

为研究围压条件下直眼掏槽爆破振动在不同空孔直径下的变化规律,利用自主设计的大型双榀组合式加载框架及电液伺服加载系统,对边长为600 mm、砂胶比为2∶1的立方体水泥砂浆试块进行双轴等围压加载掏槽爆破模型试验,并通过数值模拟分析进行对比研究。结果表明：施加围压产生初始应力对爆破振动的影响表现为速度时程曲线上的不同步性;掏槽爆破引起的质点振动合速度峰值随着空孔直径的增加呈现先增大后减小的趋势;空孔直径采用1倍和2倍炮孔直径时,低频带能量占比减少,爆破振动信号频带能量有向中高频移动的趋势,可以有效降低直眼掏槽爆破振动效应。     

弹簧摆碰撞减震系统计算模型研究

目的为了减小高柔结构在地震作用下的动力响应,提出了弹簧摆碰撞减震系统,以降低高柔结构在地震作用的动力响应.方法基于拉格朗日方程及HertzDamp碰撞模型推导了弹簧摆碰撞减震系统的运动方程;选取El Centro地震波验证了弹簧摆碰撞减震系统的减震效果;分析了地震强度对减震效果的影响.结果弹簧摆碰撞减震系统减震效果受地震强度影响,地震动烈度越大减震效果越好.在弹簧摆未与限位器发生碰撞时,阻尼器依靠弹簧振动与整体摆动的内共振现象增强吸震效果;在弹簧摆与限位器发生碰撞时,依靠撞击耗能来降低结构动力响应.在中震作用下,弹簧摆碰撞减震系统减震率为13%~19%.结论弹簧摆碰撞减震系统充分利用了弹簧摆的内共振现象及碰撞冲力做功耗能两种减震机理,减震效果良好,适用于超高层结构及高耸结构的振动控制.     

磁流变阻尼器力学性能及减震试验研究

通过RD1097型MR阻尼器的力学性能试验,获得不同频率、不同振幅、不同输入电流下的阻尼力与位移、速度的关系曲线;提出一种改进的MR阻尼器反正切函数非线性模型;采用RD1097型MR阻尼器,进行正弦波和El-Centro波下的MR阻尼器减震试验研究.研究结果表明:提出的阻尼器力学模型具有识别参数少、编程方便、精度较高等特点,不仅能较准确描述低速下阻尼力与速度的关系,而且能模拟摩擦滞后效应,对于固定频率振动和随机地震波下的阻尼力模拟有效;MR阻尼器具有较好的减震效果,在El-Centro波激励下,可使位移峰值及其均方根分别减小62.75%和77.17%.     

地震作用下高压输电塔-线体系纵向减震控制分析

目的研究地震作用下高压输电塔-线耦合体系纵向减震控制.方法运用有限元分析软件ABAQUS建立高压输电塔-线耦合体系的精细化模型.利用非线性时程方法分析地震作用下碰撞摆(Pounding Tuned Mass Damper)对输电塔-线体系的减震控制,并与悬挂质量摆(Suspension Mass Pendulum)的减震效果进行对比分析.结果以Kobe地震作用为例,悬挂质量摆控制下输电塔-线体系塔顶位移、加速度和主材轴力峰值减振率分别为29%、23%和26%,碰撞摆控制下的峰值减振率分别为41%、29%和38%,可以看出,碰撞摆的减振效果明显优于悬挂质量摆.结论悬挂质量摆能够有效地抑制结构的不良振动,而碰撞摆的震动控制能力明显强于悬挂质量摆.     

混凝土围堰拆除爆破对大坝的安全影响分析

以位于长江中游支流沅江干流的某水电站混凝土围堰拆除爆破为工程背景,需要爆破拆除的混凝土围堰与县城的直线距离不超过2 km,与最近的一条坝顶公路桥的最小距离为3 m,所以控制爆破振动势必对本工程有着重要的意义。通过对该工程现场爆破试验进行质点振动监测,测取离爆源不同位置下的质点振动速度的监测数据,同时采用回归分析法对数据进行分析,得出爆破地震波在钢筋混凝土大坝结构中的衰减规律,结果表明,使用分段微差爆破技术可有效控制拆除爆破对大坝的振动影响;依据《爆破安全规程》对钢筋混凝土结构质点安全振动速度的要求(v≤5 cm/s),证明试验爆破初步设计方案及爆破参数k,α较为合理,可为后期爆破方案确定和保证坝体安全稳定性提供依据,也可为类似工程提供工程经验。综合以上试验爆破参数和监测数据得出以下建议:最大单响药量控制在27 kg以下;需要采取一些外在减震措施;要注意地震波的主频率变化范围,防止共振现象的发生。     

行波输入下大跨度三塔悬索桥减震控制

为研究考虑行波效应的大跨度三塔悬索桥减震控制,以泰州大桥为工程背景,建立了该三塔悬索桥的有限元模型,探究了不同视波速下弹性索和黏滞阻尼器对三塔悬索桥减震效果的影响.研究结果表明:弹性索可有效控制中塔处塔梁相对位移,但边塔处塔梁相对位移可能不降反增,增幅甚至达到95.8%,若采用弹性索作为减震措施,建议只在三塔悬索桥的中塔处进行设置.在任意视波速条件下,黏滞阻尼器对各主塔塔梁相对位移均具有较好的控制效果.采用弹性索会使中塔塔底剪力呈倍数增加,而采用黏滞阻尼器时中塔塔底剪力的增幅不超过50%.因此,黏滞阻尼器比弹性索更适用于大跨度三塔悬索桥的减震控制.     

近断层斜拉桥弹塑性索与阻尼器组合横向减震

研究了近断层地震条件下,使用弹塑性减震索和黏滞阻尼器组合体系进行横向减震的斜拉桥的地震响应和减震规律.采用等效脉冲模型对实际近断层地震进行最小二乘拟合.人工合成Ⅱ类场地下的模拟近断层地震波3组,以永宁黄河大桥为工程背景,对人工近断层地震输入进行非线性时程分析,得到在不同脉冲周期的近断层地震作用下,减震措施设计参数对于塔梁相对位移等响应的影响.结果表明,拟合近断层地震下结构响应与实际地震相差较小,可以满足工程计算需求;近断层地震易造成大位移响应,弹塑性索参数设计时应使结构周期避开脉冲周期;容许减震索进入塑性与保持弹性相比,塔梁相对位移并不会明显增加,甚至在一些情况下会减小.     

粘滞阻尼器对平面“L”形框架结构减震效果

不规则框架混凝土结构的延性较差,地震时除了产生平移振动,还会产生扭转振动,从而引起结构破坏.文中针对L形框架结构,考虑不规则建筑的偏心影响,双向输入El-centro地震波,以顶层最大位移、层间位移、周期比及位移比作为控制参数,分析粘滞阻尼器对其的作用效果,得出设置粘滞阻尼器后结构的减震效果明显,最大位移减小率为5.63%~15.69%,最大层间位移减小率为13.5%~50.2%.     

某铁矿露天爆破振动对邻近尾矿坝稳定性影响研究

为研究某铁矿露天爆破振动对尾矿库稳定性的影响,在尾矿坝对其露天开采爆破作业进行爆破振动监测与试验,统计分析爆破振动的主频和质点振动峰值速度,基于萨道夫斯基公式对露天开采爆破最大允许药量与安全距离进行预测,最后对尾矿库进行爆破振动液化分析。结果表明:振速控制标准在0.1～0.5 cm/s范围内,同一振速控制标准时最小安全距离随着齐爆药量的增加而增大,振速控制标准越大,当齐爆药量增加时最小安全距离增幅越小;经过振动荷载作用后,坝体内部无液化区域,浸润线基本保持不变。通过掌握药量和距离控制爆破振动对尾矿坝稳定性的影响,为控制与优化爆破施工参数提供依据。