隧道爆破地震波作用下砌体建筑物振动响应分析

为研究隧道爆破地震波作用下砌体建筑物的振动响应,以青岛地铁3号线下穿某砌体建筑物爆破施工为背景,通过现场爆破振动监测和有限元数值模拟,对砌体结构的爆破振动速度和主振频率随楼层的变化规律进行研究。结合数值计算,进一步分析隧道埋深、单段最大装药量,装药结构等不同因素下砌体建筑物的振动响应。分析表明:在隧道爆破地震波作用下砌体结构在垂直方向的振动响应强度明显大于水平方向,并且存在一定的高程放大效应,在爆破施工时应加强对砌体结构顶层的防护;隧道下穿砌体建筑物施工时,爆破地震波的主频率主要集中在10～60 Hz内,建筑物自振频率则大多为3.0～3.5 Hz,该砌体建筑物与爆破地震波较难发生共振;砌体结构动力响应强度随着不耦合系数的增加而逐渐降低,随单段最大装药量增加近似呈线性关系,改变装药结构及控制单段最大装药量是控制爆破振动的有效措施;爆破振动速度对隧道的埋深响应敏感,在数值上出现数量级的变化。通过对多层砌体结构振动响应分析,有利于不断提高与完善现有的爆破技术与减振措施。     

地铁爆破振动对周边建筑物及燃气管的影响

通过爆破振动监测,研究城市地铁爆破过程中,不同弹药量对建筑物振动的影响,爆破开挖时间变化与建筑物竖向位移和裂缝宽度的变化情况,以及不同爆源深度对燃气管振动的影响.研究结果表明:建筑物竖向振动速度随着弹药量增加而增大,建筑物竖向位移和裂缝宽度随着爆破开挖时间的推进而不断增大,燃气管振动速度随着爆源深度的加深而逐渐减小.减振孔隔振实验表明,燃气管振动速度会随着减振孔深度的增加而减小,减振孔的减振效果明显.     

地铁隧道下穿砖混结构建筑物爆破振动控制

武汉地铁27号线纸地区间段为暗挖隧道,下穿3层砖混结构建筑物,埋深为16～26m。为了使地铁隧道安全地下穿砖混结构建筑物,通过减小最大单段药量、多分段和增加上下台阶的距离来优化爆破方案。将监测点沿着径向布置在地表,对爆破方案优化前与优化后测点所测的振动峰值速度和频率进行对比分析。结果表明:优化后的爆破振动峰值速度显著降低,频率明显增大,使建筑物更为安全;爆破方案优化后,当工作面位于建筑物外墙正下方时,振动峰值速度最大;从工作面后方到工作面前方,地表质点振动峰值速度先增大后减小,空洞效应和应力波的绕射现象明显,为类似工程的修建提供参考。     

火车振动对建筑物及人体舒适性影响的研究

结合郑州铁路沿线某一高层建筑,通过现场实测和问卷的方法,对列车诱发的邻近建筑物振动进行了分析研究.得出了以下结论:随着楼层的增加建筑物的竖向振动先减小后增大,振动最弱楼层为第六层,竖向高频振动在建筑物的中部有被过滤现象;随着楼层的增加建筑物的水平向振动呈现增大减小再增大的趋势,各层的水平向振动典型频率均在60 Hz左右;不论是水平向振动还是竖向振动,在建筑物的顶部均呈放大趋势.实测和问卷结果表明,列车运行对实测建筑物造成的影响满足规范舒适性限值要求,列车没有对该栋建筑物的居民生活造成影响.     

隧道爆破振动对古建筑影响的试验研究

结合南京地铁四号线鼓楼站区间隧道爆破开挖工程,通过现场试验的方法,得到了适用于现场地质条件下的三个方向上的萨道夫斯基预测公式,为爆破开挖设计提供参考。结果表明:地表质点垂直方向振动速度峰值距离爆源近时,比两个水平方向振动速度峰值大,远处时则最小;且在30 m内迅速衰减。鼓楼城阙垂直方向的振动速度峰值最大,碑楼水平方向的振动速度峰值最大,振动速度峰值随着药量增加总体上呈现增加,采取微差爆破可有效减小振动速度峰值。     

工程爆破中的建筑物振动监测

首先就工程爆破施工中建筑物的振动监测问题进行了较为全面的介绍,从振动速度、频率、地基土壤性质等方面分析了爆破地震波引起结构物破坏的原因,并结合工程实例,就结构物的振动数据采集提出了见解.研究认为,建筑物的安全阈值应根据结构最易发生破坏的部位所采集的数据为标准来进行判断,而不是根据结构物地面所采集的数据来确定.     

一种基于爆破振动信号小波分析的爆破危害评判新方法

基于Matlab小波分析软件,利用小波包良好的时频局部化性质对现场监测的爆破振动信号进行能量分析,得到爆破振动信号不同频带上的能量分布。根据爆破振动信号在传播过程中能量的变化规律及爆破振动信号的频带能量分布与爆破振动影响的密切关系,据爆破振动信号主振频率所在频域能量和受控结构自振频率所在频域能量,提出一种新的基于爆破振动信号小波分析的爆破危害评判方法。将计算实测点的爆破危害评定参数α与在该点观测到的建筑物的α进行对比。研究结果表明:当α0.235时,建筑物受损;随着α增大,建筑物受损情况加剧。     

普通民房在爆破地震波作用下的振动破坏分析

爆破地震波作用于房屋结构体所产生的连续拉扭及超载作用将造成房屋墙面抹灰脱落,结构体裂缝开裂延伸等现象。在各振动物理量中,振动速度中的径向振动分量持续时间长,主频低且接近于房屋结构体自振频率,且楼体高层处径向振动速度分量相对于低楼层的有明显放大,放大系数β＝1．5,经分析认为爆破地震波中的径向速度分量在结构物破坏中有一个主要的因素,通过长期的爆破震动时结构物振动响应数据采集结构体裂缝现象观测,提出了适宜某场区实际特征的普通民房结构体的容许振动速度标准u=2cm/s。     

爆破震动对建构物的影响研究

为研究爆破地震对爆区附近建构物的影响,以贵州某土石方爆破工程为背景,实测了爆破振动速度和爆破振动主频率。经理论分析:得到了爆破垂直震动速度与最大段药量的关系,并用以指导爆破设计,保证了爆区附近建构物的安全;同时爆破振动主频率30～50Hz,远高于建构物的自振频率,不会产生共振现象。     

基坑爆破施工对邻近建筑物的动力响应研究

以深圳地铁某车站基坑开挖遇硬岩爆破施工为工程背景,分析了基坑爆破开挖对邻近建筑物的震动加速度及速度响应规律。结果表明:爆破施工引起会引起邻近建筑物的震动,建筑物的最大震动响应出现在炸药爆破过程中,随后逐步衰减致稳定。震动沿建筑物各个方向的响应增长或衰减情况有所差异,震动响应随着程高增加而增大,随着水平X方向距离和水平Y方向距离增加而减小;且水平Y方向响应衰减程度大于水平X方向;该建筑物各个监测点的震动速度均在工程安全规定范围内,在车站基坑爆破过程中处于安全状态。     

隧道下穿民房爆破振动效应监测

依托右线隧道穿过民房正下方的福建省厦门市石堀山隧道工程,在民房第一、二层墙角处各布置一台自动化爆破振动仪,对爆破开挖引起的振动进行长期监测.结果表明:爆破振速整体上随着测点与掌子面距离的减小而增大;在三向振速中,垂向振速不一定总是最大,但主频小于30 Hz,垂向振速占比最多;分析时应综合振速与主频,选择优势分向振速,或根据建筑物固有频率,选择接近的主频对应的分向振速;当测点与掌子面距离为10~50 m时,爆破振度显著放大,而主频有一定的衰减,径向和垂向主频衰减至与房屋固有频率接近;当测点与掌子面距离为50 m内时,随着掌子面远离测点,振速影响系数C_v先增大后减小,主频影响系数C_f先减小后增大;空洞影响垂向最大,径向次之,切向最小;C_v最大值为3.4,C_f最小值为0.35.     

爆破拆除高大建筑物产生的震动危害与减震方法

论述了爆破拆除城市高大建筑物时产生的震动危害及我国目前预测爆破震动对建筑物破坏的安全判据，根据研究资料和几个典型的A级定向爆破工程地震动实测结果，总结了爆破拆除城市高大建筑物时地震动的特点：即高大建筑物倒塌触地产生的震动振速高、频率低、作用时间长，其危害大于爆破震动；爆破震动与天然地震的作用特点不同，不能按天然地震的烈度概念来分析处理。并探讨了减小单响爆震、分散释放爆炸能量、分段折叠倒塌、铺垫缓冲层、截波防震等减震方法的减震原理和具体方法。     

浅埋隧道爆破振动空洞效应

为了防止浅埋隧道爆破振动对其上方建筑物的损坏,对爆破引起地表振动机理进行了研究.某隧道进口浅埋段沿隧道纵向用爆破振动仪器对振动速度进行了跟踪监测,发现存在空洞效应,即无论在掌子面前方还是后方,离掌子面10m处,地表振动速度最大,并向两侧衰减,且成洞区地表振动速度是对称于掌子面的非成洞区振动速度的1.3倍,随着距离增加振动速度减小;采用数值模拟方法进行研究,发现类似结论.在浅埋隧道爆破施工中,成洞区地表的振动速度具有放大作用,是非成洞区的1.2~1.5倍.如果在浅埋隧道实施爆破防振措施时没有考虑到空洞效应,会导致振动效应判据和安全距离失误,引起工程事故.     

隧道爆破振动对地表建筑的影响—以京张高铁怀来段某隧道为例

爆破振动会影响附近居民的正常生活,甚至引起周边建筑物的破坏。一直以来,振动评判标准及安全控制技术备受施工单位关注。本文以某铁路隧道工程爆破振动监测项目为依托,通过现场振动测试,获得了多组隧道爆破时的地表振动强度数据（加速度和速度）;分析了爆破振速傅里叶幅值谱,得到现场地质条件下的振速主频的取值范围为18~25Hz;对比了使用不同雷管实施爆破下的地表振动强度,认为采用数码电子雷管起爆可有效减小振动效应,保证周边建筑不致损伤。最后,对现行爆破振动安全评价标准展开进一步探讨。研究结果可为隧道爆破振动安全控制和房屋损伤评估提供参考。     

模型试验单孔爆破振动信号时频分析

以地下工程常见的直墙半圆拱形硐室为原型,借助胶结砂相似材料开展单孔爆破相似模型试验,并监测爆破过程中相似模型试件顶面的爆破振动信号,随后采用HHT法对3个方向爆破振动信号的时频特征进行分析。爆破振动监测表明,在3个方向爆破振动信号中,竖向爆破振动峰值最大,水平径向次之,水平切向最小。3个方向爆破振动信号IMF分量能量分布表明,爆破振动信号优势能量集中分布于主振频率所在的几个IMF分量。HHT分析表明,3个方向爆破振动信号集中分布在0.03~0.07 s时域内;爆破振动信号频域成分丰富,但其在频域内分布不均匀;对于水平径向,爆破振动信号集中分布在111~312 Hz频域内;水平切向集中分布在171~323 Hz频域内;竖向则集中分布在128~209 Hz频域内。     

隧道掏槽爆破振动信号两种分析方法

通过设计两次起爆的起爆网路,控制掏槽眼引起的振动速度,有效地减少了振动对周边构建物的影响。对掏槽爆破时振动信号进行了FFT分析、小波包分析,结果发现:单向爆破振动速度控制在2.1 cm/s以内,振动频率集中于50~100 Hz。傅里叶分析法(FFT法)与小波包分析法在处理振动信号主频的结果相差不大,速度的FFT图谱与爆破振动信号能量-频谱图相似。可用FFT法快速粗略地计算振动信号的主频与估计能量分配比例。但FFT法计算精度没有小波包分析法高,在精度要求高的情况下仍需使用小波包分析法进行信号分析。     

Vibration velocity and frequency of underwater short-hole blasting

Based on the measuring data of underwater blasting vibrationand the regression analysis results of these data, two formulae usually used of blasting vibration velocity were compared. Factors that canaffect blasting vibration and frequency were summarized and analyzed.It is thought that the effect of the number of freedom face and burden direction on blasting vibration should be considered during blastingdesign. Based on the relevant research results and the regression results of these data, a formula to calculate under water blasting frequency was put forward.     

轨道交通引起的周边建筑物振动研究

 交通荷载引起的环境振动评价问题,国内外学者已进行了大量的研究,但主要集中在交通荷载所引起的地面振动问题上,对周边建筑物振动问题研究的较少。根据作者和其他研究者所获得的实测结果,完善了前人研究的不足之处,并对轨道交通引起的周边建筑物室内振动环境的评价方法提出了建议。讨论了房屋结构自振频率、楼层高度的变化对房屋结构各楼层振动的影响。通过有限元法分析轨道交通引起建筑物的振动并与实测结果进行对比,合理地解释了实测中观测到的一些现象, 指出由于入射波与反射波的相互叠加,导致了高层建筑物的最大振动响应可能发生在建筑物的某一中间层(与结构形式有关),并且在建筑物前,由于反射波的影响,地面振动存在着一个放大区域。