顺倾边坡岩体爆破的振动特性数值研究

研究并确定开挖爆破对顺倾岩质边坡振动的影响规律是正确进行边坡稳定性分析及其支挡设计的前提。结合现场浅孔爆破层裂试验,利用LS-DYNA3D程序模拟分析浅孔爆破时边坡不同位置处质点振动特征及振动速度的衰减规律。模拟结果表明,有限元模拟得到的浅孔爆破的岩体振动速度时程曲线与现场试验值和文献值比较相像。此外,根据质点振动波形的特点,提出了边坡层裂范围和临界振动速度的判定方法。     

天然气爆炸荷载作用下地下管廊动力响应规律研究

采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件,基于流固耦合算法,对地下管廊结构内部燃气爆炸传播过程进行数值模拟,得到爆炸过程中的冲击波以及传播过程、冲击波压力云图,并分析管廊结构的动力响应规律。研究结果表明:气体爆炸后冲击波以平面波形式向外传播,在0.1 s内就传出管廊,冲击波的峰值由爆炸中心向两侧传播过程中逐渐衰减,峰值可达633 k Pa;爆炸中心截面上冲击波在3 ms极短的时间内,发生多次反射,冲击波能量衰减迅速;爆炸荷载作用下,爆炸中心正对的壁面处位移最大,位移呈周期性变化,测点加速度,速度和位移相继抵达峰值,分别为140 m/s~2,0.09 m/s和4 mm;管廊壁面测点的加速度和速度呈周期衰减,加速度衰减快于速度衰减,与冲击波强度的削弱有关。     

岩石爆破条形药包爆炸能量的近似分析

对岩石爆破条形药包爆炸各项能量分布予以近似理论计算。由于岩石爆炸气体压力场、岩石运动速度场及应力场的有所变化，单一条形药包与单一集中药包爆炸能量分布计算过程及结果均有所差异，而岩性对爆能分布的影响保持不变。     

条形药包在洞室松动爆破中的应用

结合大连港矿石专用码头工程的爆破实践,介绍条形药包在洞室松动爆破设计和施工中常遇到的问题以及解决的方法,总结了条形药包洞室爆破的优越性,为类似的爆破工程提供参考。     

混凝土超声波幅值衰减层析成像研究

通过试验确定了首波幅值随传播角度变化在混凝土中的衰减规律,建立超声波在混凝土中的传播方程;阐述了超声波首波幅值衰减层析成像的原理和方法;对2个内部模拟有砂浆块和空洞缺陷的C30素混凝土试件进行超声波测试,采集初至走时和首波幅值数据。试件的超声波速度结构在由速度反演确定后,通过编制的首波幅值衰减反演程序,获得层析面上吸收系数的分布图像。试验结果表明：首波幅值衰减反演不但能正确反映试件内部的缺陷情况,而且比速度反演对缺陷区更敏感。     

用极限平衡方法确定加筋土地基的极限承载力

本文提出了一种基于极限理论的计算机方法，它适用条形荷载作用下加筋土地基承载力的分析，通过对室内大、小模型的实际计算，所得到的计算结果和试验结果比较吻合，证明了本文所提出的方法为一种确定加筋土地基极限承载力的有效方法。     

连拱隧道爆破荷载效应分析

针对连拱隧道设计、施工中存在的问题,采用三维有限差分程序FLAC3D2.0,对连拱隧道进行了爆破荷载数值模拟分析,分析结果表明:在相同条件下,爆破振动受围岩弹性模量E的影响较大,围岩越弱、振动越强烈,反之,围岩越硬、振动越小;爆破应力波最初以冲击波的形式向外传播,随着波阵面不断向外传播,冲击波发生衰减,逐渐从强冲击波衰减成弹性波和地震波,围岩越好、衰减速度越快;爆破振动对隧道的危害主要由一次齐爆最大单响装药量确定;爆破对临时支护的影响较显著,应采用有效措施保护中墙。     

高速铁路路基压实过程中的空间动力响应

依托京雄（北京—雄安）高速铁路路基工程,采用现场试验和数值模拟相结合的方法,分析了压路机振动荷载作用下高速铁路路基动力响应特性与演化规律。结果表明：压实过程中沿振动轮宽度方向轮缘下方土体竖向压应力较大,而振动轮中间部位竖向压应力较小且分布较为均匀;土体竖向加速度、速度沿深度方向或水平方向的衰减规律大致相似,竖向加速度的衰减呈现更明显的规律性;压路机激振力频率、激振力幅值、速度和土体弹性模量在不同参数水平下衰减规律相似,但衰减速度与影响深度不同。     

陕京三线永定河隧道爆破振动检测与控制研究

以陕京三线永定河隧道爆破工程为依托,开展隧道爆破施工对邻近房屋振动安全的分析与控制研究。通过现场爆破振动远程实时监测试验与理论分析,获得了适用于该隧道区域的爆破振动速度传播与衰减规律,讨论了隧道附近的爆破振动特性及对周边建筑结构的安全影响,提出了对偏远山区更应关注爆破振动对人及环境的惊扰。     

水压爆破药量计算公式的探讨

我国铁路系统研究水压爆破已经有２０年来了，人们利用水的不可压缩性，逐步探索当药包在水中爆炸时，冲击波将爆破体催毁的原理。本文作者多年从事爆破工作，总结出实用，简便的药量计算公式，可供同行参考。     

非关联流动准则条件下条形锚板抗拔特性上限分析

岩土材料一般并不服从关联流动准则,考虑关联流动准则会显著提高岩土体材料的抗剪特性.基于极限分析上限定理、非线性Mohr-Coulomb破坏准则和非关联流动准则,构建浅埋水平条形锚板抗拔破坏机制,分别计算速度间断面上的内能耗散功率和外力功率,通过虚功率原理建立抗拔力的泛函表达式.采用变分原理得到土体破裂面方程及其正应力分布,结合边界条件得到锚板的极限抗拔力.通过与数值计算结果的对比分析,验证了本文方法的有效性与准确性.在此基础上,分析了非关联流动准则对锚板抗拔特性的影响规律,结果表明:考虑关联流动准则会提高锚板的抗拔力.     

列车运行噪声的几何衰减特性及与运行速度的定理关系的试验研究

对客货列车运行稳态辐射噪声的传播特性进行了试验研究。通过分析列车运行试验数据，得出列车运行噪声在一般传播条件下几何衰减特性及噪声强度与运行速度的定量关系方程。     

基于波面分解的跨海桥梁下部结构波浪荷载计算方法

为建立波面与结构波浪荷载之间的直接联系,提出一种基于波面分解的桥梁下部结构波浪荷载计算方法。通过傅里叶变换将波面时程分解为有限个线性规则波的叠加,根据线性波浪理论,将每个规则波的水质点速度、加速度组合叠加,得到波面对应的水质点速度和加速度分布,最后利用Morison方程计算波浪荷载。通过与既有波浪理论、水槽试验和数值模拟结果进行对比,验证了方法的有效性和准确性。研究结果表明:(1)当波高不大时,本文方法得到的水平速度和加速度与波浪理论值吻合良好;(2)基于水槽试验的波面分解,本文方法结果与流速仪实测结果在时域与频域均吻合良好;(3)以一个圆柱桥墩为例,本文方法比数值模拟计算效率高,墩底剪力、弯矩的误差分别为3%、8%左右。     

隧道内障碍物对爆破冲击波传播特性影响研究

隧道掌子面开挖爆破产生的冲击波对施工安全构成极大威胁,为研究隧道内障碍物对掌子面开挖爆破产生的冲击波传播特性影响,依托宁攀高速公路胜利隧道,采用动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟爆破冲击波在隧道内障碍物段的传播,并采用现场测试方法对数值模拟结果进行验证。研究表明：正常衰减的冲击波传播至障碍物面上方2 m处超压迅速增长4.1%,通过障碍物后由于绕流作用超压增长2.2%,障碍物上方冲击波总体呈现增强-衰减-再增强-再减小的特性;障碍物中心轴线前5 m处反射冲击波超压开始高于初始冲击波,反射冲击波传播至障碍物面时超压峰值增长至初始冲击波的2.4倍;障碍物对正后方0.5 m范围内超压峰值有一定的降低作用,0.5～2 m范围内冲击波超压有所增长,随后恢复为正常超压衰减。现场测试结果表明,障碍物前2.5 m处形成2个超压峰值,经障碍物表面反射第2个冲击波超压峰值为初始峰值的2.95倍。     

青岛地铁隧道爆破开挖振动控制研究

研究目的:以青岛地铁3号线试验段工程为背景,通过对隧道掘进向地表振动速度检测试验,得到浅埋隧道开挖爆破不同作用类型炮孔引起的地表振动特性及其衰减规律,并在不降低循环进尺的前提下,提出有效的降振措施。研究结论:开挖掌子面上不同的炮孔爆破类型其衰减规律有所不同,随着爆破起爆段别的增加,衰减公式中的K值逐渐递减,α基本保持不变;根据K、α值的变化规律和影响因素,采取了增加中心孔优化掏槽方案、调整起爆顺序、减轻爆破夹制作用的措施,爆破振动降低到1.5 cm/s以下。     

爆破振动作用下既有铁路隧道结构动力响应特性

以紧邻既有隧道上方开挖爆破工程为例,通过现场爆破试验和数值模拟,分析爆破振动作用下既有隧道结构动力响应特性.由爆破试验结果可知:质点垂向峰值振速对爆破振动控制起主要作用;采用回归分析得到的质点垂向峰值振速经验公式,对不同最大单段药量时的质点垂向峰值振速预测的平均误差率为11.86％.数值模拟结果表明:隧道直墙底脚位置单元的垂向峰值振速为4.36 cm·s-1,水平向峰值振速为3.72cm·s-1,隧道拱顶处的垂向峰值振速为4.13 cm·s-1,均在安全振速控制值范围之内;相邻位置的隧道围岩与衬砌结构的受力及质点峰值振速均不一致,且振速衰减趋势也存在差异性.现场试验结果验证了数值模拟结果的正确性,而且数值模拟的爆破振动作用下隧道动力响应具有更高的精度.     

高铁路基在振动荷载下的空间动态响应特性试验研究

为从空间的角度探讨振动荷载下路基的动力响应特性,开展基于振动速度和加速度的现场激振响应试验,得到路基内部水平和竖向动力响应分量沿不同方向的衰减规律。研究结果表明:响应加速度和响应速度沿深度方向和水平方向均呈指数衰减,沿深度方向的衰减相比水平方向更为显著,深度方向衰减系数为水平方向衰减系数的2.5～3倍,并且距离激振点越远衰减越缓慢;响应速度和加速度的竖向分量幅值约为水平分量幅值的2倍,水平分量沿水平方向的衰减速度约为竖向分量的1.5～1.9倍,水平分量沿深度方向的衰减速度约为竖向分量的0.9～1.0倍;进行滤波处理后的响应加速度与响应速度的变化规律相近。加速度对外界激励的响应相比速度更为敏感,能够较好反映出衰减规律的细微变化。     

列车运行噪声的几何衰减特性及与运行速度的定量关系的试验研究

对客货列车运行稳态辐射噪声的传播特性进行了试验研究.通过分析列车运行试验数据,得出列车运行噪声在一般传播条件下几何衰减特性及噪声强度与运行速度的定量关系方程.     

不同激振频率下云桂铁路路堑基床振动特性现场试验

利用大型激振设备对铺设柔性复合防排水板的云桂铁路膨胀土路堑基床进行扫频试验,研究该基床的共振频率及不同基床位置动应力和加速度随激振频率的变化规律。试验结果表明:膨胀土路堑基床的共振频率约为17Hz;路基面以下1.2m深度范围内,动应力沿深度的实际衰减速度明显高于布氏理论计算结果;动应力和加速度沿深度方向的衰减规律与激振频率大小有关,激振频率小于15Hz时,二者均呈指数型衰减,随着激振频率的进一步增加,动应力衰减规律向ε型转变,加速度衰减规律向线性衰减转变;在基床表层底面水平方向上,激振荷载的显著影响范围小于轨道中线两侧1.76m。     

临坡条形锚板抗拔承载力试验及理论分析

临坡条形锚板的抗拔承载力由于边坡一侧土体的缺失而与平地锚板明显不同,借助DIC图像关联技术开展一系列临近砂土边坡条形锚板的室内抗拔模型试验,得到临坡条形锚板在不同边坡角度、临坡比的抗拔承载力及破坏规律。试验结果表明:条形锚板抗拔承载力随边坡角度增大而减小,随着临坡比增大而增大。当临坡比增大到某一特定值,即临界临坡比以后,抗拔承载力则不再增大并与平地锚板的抗拔承载力相等,且该临界临坡比与边坡角度密切相关。在此基础上,进一步根据由DIC技术得到锚板上拔后砂土的变形规律,利用极限平衡和K?tter方程得到临坡条形锚板抗拔承载力的理论计算公式。基于该公式的的理论解与本文的试验结果及前人的相关试验和理论解进行对比,结果表明本文理论公式与试验测试值吻合较好,可用于工程设计。