公路隧道爆破掘进震动效应研究

根据单孔爆破荷载峰值的大小随距离的衰减关系及药包分散性的影响对多孔爆破荷载进行推导,得到控制爆破下的爆破荷载计算模式,将川本眺万等提出的不连续岸体中的损伤力学理论引入到对隧道围岩中的传播进行了解析法和有限法的数值模拟,得出一些有益的结论。     

爆破振动对隧道衬砌质量影响控制分析

连拱隧道在开挖过程中,遇到较坚硬围岩时需要采用爆破进行掘进,由于围岩强度高,每次开挖需要爆破的药量较大,较大的药量爆破使隧道相互扰动大,后行洞爆破会对先行洞浇筑的初支和二衬混凝土造成影响。基于隧道衬砌结构稳定性考虑,采用爆破振动仪对后行洞不同起爆点爆破振动进行测试回归分析求出其衰减规律,反算出需要控制点振动速度的单响药量,通过调整爆破网络和控制单响药量,进而控制质点爆破振动速度,来保证先行洞混凝土结构的安全。结果表明:爆破振动的测试分析能够较好的指导优化现场爆破施工,有效的保证了隧道后行洞爆破时先行洞衬砌结构的稳定性和安全性。     

人工模拟爆破震动信号的合成

对人工模拟爆破震动信号的合成进行了研究.在合成模拟信号时,首先采用某一已知爆破振动加速度信号的反应谱来初步计算出将要模拟的爆破震动信号的功率谱,并将其作为目标谱,然后在所需研究的谱率范围内产生一定数量的均匀分布随机数来作为模拟爆破震动信号的频率。在假设爆破震动信号由不同频率的谐波函数组成的基础上,通过将不同频率的谐波函数叠加来初步合成模拟爆破震动波,同时用振幅窗函数对它进行振幅校正,然后对合成信号与原信号进行功率谱值与反应谱值的相关性检验。     

水下钻孔破岩爆破振动衰减规律试验研究

为控制和减少水下钻孔爆破水击波有害效应,研究水下钻孔爆破振动衰减规律,依托贵港二线船闸下游船墩前沿爆破施工区域,开展了水下钻孔爆破数据检测,测试水击波超压峰值、地震波振动数值。由于水击波传播过程中影响因素众多,难以进行精确计算。本文以解决实际工程问题为基本出发点,在研究水下钻孔爆破水击波传播规律的基础上,进行超压峰值传播衰减规律回归计算,综合分析水中冲击波有害效应影响规律。     

不良地质条件下隧道爆破施工关键技术研究

高速铁路的快速的发展,丘陵地区的隧道工程日益增多,岩质隧道一般采用爆破开挖,合理的爆破参数尤为重要。本文以马鞍山1号隧道工程为背景,针对马鞍山1隧道溶蚀现象严重,岩溶较发育的不良地质条件进行了爆破设计,其中IV级围岩采用台阶法开挖,V级围岩采用三台法开挖。详细叙述了爆破施工技术措施。通过合理的开挖工法及爆破参数,有效的控制爆破振动对隧道围岩、衬砌结构以及周边复杂环境的影响,实现了不良地质条件下,隧道的安全掘进,保证了隧道工期。     

损伤梁的振动功率流分析

从结构噪声的观点,对在集中力作用下的损伤梁进行了振动功率流研究,损伤部位模拟为转动弹簧,利用断裂力学的有关理论得到其转动刚度.分析了损伤梁的弯曲波运动以及振动功率流的输入和传播,结果表明振动功率流与损伤位置及其特征尺寸是相关联的,本研究为基于振动功率流方法的损伤诊断打下了理论基础.     

水下爆破振动传播规律及其控制技术*

为了分析、预测及控制西江龙圩水道整治工程水下爆破振动对临近建筑的影响，安装爆破振动检测仪对水下爆破所产生的质点振动峰值速度进行检测。对比采用牛顿迭代法进行回归分析所得到的2种不同爆破振动速度预测模型的精度，得出该水下爆破工程的爆破振动传播规律，并对比不同技术方案的减振效果。结果显示：在水下爆破工程中，采用不考虑高程的传统爆破振动预测数学模型适用性较弱，考虑高程影响因子的新预测模型适用性较强，采用牛顿迭代法进行非线性回归所得到的数学模型能较为准确地反映该工程的爆破振动传播规律，应用逐孔爆破技术可极大程度地控制爆破振动有害效应，保护周围建筑物。     

爆破边载对斜拉桥结构动力响应分析

施工爆破往往对既有临近建筑物的影响很大。针对这种边载效应可能造成的危害,结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,基于圣维南原理,将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔联心线或者面上,以模拟爆炸作用。采用三维实体模型等效模拟计算分析东海大桥在远场爆破施工对既有桥体结构稳定性的影响,计算结构不同位置、不同工况的振动响应和不同距离的最大单响药量,在此基础上,分析桥梁结构受爆破边载影响的危险区域,提出不同距离的药量控制,可为类似工程提供借鉴。     

上软下硬复合地层隧道施工爆破围岩损伤分区

以某上软下硬地层隧道的爆破施工为工程背景,采用理论分析结合数值模拟的方法,分别确立了爆破过程中上覆软岩和基岩的损伤分区判据,最后对围岩整体进行了纵向、环向及径向上的损伤分区。结果表明:上覆软岩的爆破损伤模式有异于基岩,应分别对上下岩层进行损伤分区;成洞区的损伤范围明显大于未成洞区,最危险断面位于掌子面后方约2m处;环向上,损伤区域集中于逆时针方向29.7°-114.7°范围内,尤其47.9°-81.1°范围内损伤较严重;上覆软岩的剪切破坏区范围明显大于基岩的损伤区,施工过程中,宜针对该区域采取注浆等加固措施。     

屈曲T型振动能量采集器压电性能对比

通过有限元分析建立屈曲T型振动能量采集器模型进行数值模拟研究.基于ANSYS软件的结构-电耦合场对屈曲T型梁振动能量采集器进行模态分析和谐响应分析,研究屈曲T型振动能量采集器不同结构尺寸对发电效应的影响并与同规格悬臂梁模型结果进行对比.分析发现:屈曲T型梁结构尺寸变化对发电效应的影响趋势与悬臂梁相同,发电效应随着基板长...     

水下爆破地震效应对公路桥影响的测试与分析

本文以广西某水下炸礁爆破地震测试结果为依据，对爆破地震波参数进行分析。总结了影响水下爆破地震效应的主要因素，并对公路桥的爆破振动安全判据提出建议。     

海底多跨管道涡激振动疲劳简化分析

多跨管道由于其自振频率低且相邻模态频率临近,容易在低流速下产生多模态涡激振动.针对长期作业的海底多跨管道,考虑遭遇海流流速变化以及涡激振动响应本身的随机性,多模态响应采用单频响应的等效组合,利用 N-S曲线和Miner线性累积损伤准则进行悬跨涡激振动疲劳损伤简化预报,为深水悬跨管道初始设计提供参考.通过一输气多跨管道的疲劳累积损伤度的影响因素分析,结果表明:疲劳损伤对土壤刚度选取敏感;DNV RP-105规范中多模态响应缩减系数较振幅权重形式更保守;用Rayleigh分布描述涡激振动响应进程计算的疲劳损伤要高于恒幅稳态振动描述.     

船用钢/复合材料接头疲劳损伤与承载性能试验研究

以船用H型钢/复合材料混杂连接接头为研究对象,基于对H型混杂连接接头在疲劳累积损伤过程中裂纹萌生和扩展的全过程追踪,以及接头剩余极限承载力和破坏模式变化的分析,揭示了疲劳累积损伤对混杂连接接头失效的影响机制。研究结果表明:混杂连接接头的疲劳累积效应不依赖于结构宏观裂纹的出现,它取决于材料内部是否发生了不可逆的残余变形。这种疲劳累积效应会引起接头的后承载力发生下降,累积损伤程度越高,后承载力水平越弱。疲劳累积损伤后的接头极限承载失效模式还表现出较强的"疲劳延续"性损伤形态,即从疲劳裂纹扩展尖端开始,沿着蒙皮与夹心层的界面继续起裂,直至完全失效。     

水平应力作用下层理面对巷道稳定性影响分析

对于水平应力作用下在厚煤层掘进巷道时,煤帮易于沿顶、底板层理面滑移,并导致巷道围岩应变破坏程度加大,严重影响了厚煤层巷道的稳定性与安全,合理的布置巷道显得尤为重要。以某矿18采区05工作面胶顺巷道为工程研究背景,结合现场掘进施工情况,利用FLAC3D软件建立巷道三维数值模拟模型,在层理面作用下对布置在不同位置的巷道的稳定性进行受力位移分析。分析结果表明,某矿18采区05工作面胶顺巷道布置在煤层底板时,其围岩沿层理面滑动位移量最小,能够有效的降低水平应力作用下层理面对巷道稳定性的影响。     

基于雨流计数法的高低频复合疲劳试验研究

船体固有频率与遭遇波浪频率及其倍频相接近时,波浪载荷极易引起船体结构产生持续的波激振动现象,对大型船舶结构疲劳损伤的影响达到40 %以上。因此,有必要针对波激振动引起的非线性垂向弯矩载荷特点,开展高低频复合工况下典型切口试件疲劳试验及累计损伤分析研究。基于非线性随机载荷的分析方法,采用闭合雨流计数法提取叠加应力历程中的多级循环载荷,并结合平均应力修正方法和疲劳极限以下SN曲线局部修正法,对叠加应力历程中小载荷的损伤效应展开研究。分析结果表明,高低频载荷叠加产生的附加损伤效应对疲劳寿命的影响显著,在恒定应力比下随平均应力的变化近似成二次函数关系。考虑高频小载荷的叠加应力历程疲劳寿命明显降低,可以通过修正累计损伤临界值或引入应力放大因子,近似的利用线性累积损伤理论预测实际叠加应力历程的寿命范围。     

弹性模量对深海立管涡激振动疲劳损伤的影响

K.Vikestad文章中预报出的立管疲劳寿命特别长,经过仔细校核发现作者用于计算的弹性模量与试验值不同.是否这一错误会导致疲劳寿命的重要差别,本文对这一问题做了进一步研究.本文采用了与上述文章中类似的方法来重新计算立管的涡激振动疲劳损伤.利用作者所在课题组开发的涡激振动预报程序来确定立管动力响应,并假设涡激振动引起的长期应力范围分布是Rayleigh分布,运用Palmgren-Miner线性累积损伤准则来预报海洋立管涡激振动疲劳损伤.和依据试验测量数据计算得到的疲劳损伤以及ⅤⅣANA预报的结果比较表明,本文的预报方法是合理的.研究表明上述文章中过高的疲劳寿命是由错误的弹性模量引起的.结果显示,立管的弹性模量对于涡激振动疲劳损伤是个重要的参数.弹性模量越大,疲劳寿命越低.     

水下钻孔爆破水中冲击波有害效应对周围环境影响研究

本文针对水下钻孔爆破的特点,为研究水下钻孔爆破水中冲击波有害效应影响规律,建立临近桥墩和临近船舶多孔水下钻孔爆破三维计算模型,采用ANSYS/LS-DYNA爆破模拟软件,获取水中结构速度、加速度、应力以及应变等动力响应特征,得到水下钻孔爆破水中冲击波有害效应影响规律,为现场实施提供理论参考。     

基于FEM-BEM法考虑弹振效应的超大型船舶结构疲劳损伤分析

为了研究超大型船舶波激振动响应及其对结构疲劳损伤的影响,提出综合有限元-边界元(FEM-BEM)法和考虑船体弹振效应的谱分析法对超大型船舶结构疲劳损伤进行分析。首先,基于三维有限元模态分析法获取各阶振动的位移及应力振型和主质量等,作为三维频域水弹性理论预报的输入参数;然后,将水弹性理论预报所得的主坐标与三维有限元分析所得的应力振型结合并叠加,得到结构应力响应函数;最后,基于谱分析法,计算波浪载荷与弹振载荷对结构疲劳累积损伤的贡献度。研究表明,与传统梁理论和准静态有限元法相比,论文提出的方法可更合理地计算大型船舶的高频弹振响应及其对结构疲劳损伤的影响。     

基于Lipschitz指数估计的含裂纹板损伤检测

对板的振动模态进行大间距二维采样,并用二维小波对得到的模态信号进行分解,判断损伤的大致位置。在损伤位置的附近分别沿平行于板两边的方向进行加密一维采样,对采样信号进行连续小波变换,求得各点在两个方向的Lipschitz指数,判断裂纹的具体位置和尺寸。用有限元法模拟一个含穿透裂纹的矩形板结构,求解其自由振动模态,模拟结果表明,本方法准确有效。     

损伤Timoshenko梁振动功率流特性

研究了损伤Timoshenko梁的振动功率流特性.用一局部转动弹簧来模拟梁中的损伤,利用断裂力学的有关理论得到局部弹簧的转动刚度.为了分析问题简便,讨论了一无限长Timoshenko梁在集中载荷作用下的弯曲波运动以及振动功率流的输入与传播,分析了振动功率流与损伤位置及其深度的关系,为Timoshenko梁的损伤识别提供了理论基础.