公路隧道爆破振动数值模拟分析

以高速公路某隧道为例,建立爆破振动数值模拟模型并进行了分析,得到后行洞爆破对先行洞初期支护产生的一般影响规律,从而确定先行洞的初期支护参数,以保证隧道初期支护的质量和安全。为类似隧道工程的设计和施工提供参考。     

隧道水压爆破数值模拟分析及应用研究

为解决某隧道开挖中炸药能量利用率低、掘进效果差、粉尘浓度大等问题,基于水压爆破理论,运用LSDYNA3D软件建立水压爆破数值模型,对比分析不同装药结构时炮孔近区岩体的爆破有效应力分布,并开展现场应用试验研究。研究结果表明,水压爆破过程中,采用水土复合堵塞,并在孔底用20 cm水袋代替部分炸药的轴向不耦合装药结构时,在同等开挖进尺情况下,炸药的使用量减少,爆破粉尘浓度降低,缩短了施工工期,具有显著的"节能环保"作用。     

地基爆破对下伏隧道影响的数值模拟分析

以福州某隧道工程为背景,运用Midas有限元软件模拟地基爆破对下伏既有隧道的影响,从二衬爆破振动速度、内力、最大主应力等角度分析其影响,并对其安全性进行了验算。研究结果表明:地基爆破引起下伏隧道振动速度最大值位于拱顶处,有向四周逐渐减小的趋势;隧道二衬截面混凝土最大主应力和安全系数最小值均位于车行横洞与右洞相交界处。     

基于HyperWorks／LS—Dyna的车辆事故原因分析

通过现场勘测和调查．获取事故车辆的几何参数并在HyperWorks中建立有限元模型,利用LS-Dyna的非线性大变形有限元模拟技术,动态再现汽车交通事故过程,藉此分析交通事故中车辆被动安全装置未发生作用的原因,为事故鉴定及保险公司车辆定损提供理论依据。本方法为交通事故鉴定提供了一种新思路。     

基于DYNA的某微车侧门防撞结构优化分析

在针对侧碰分析的某微车概念设计阶段,建立了基于DYNA的有限元分析模型。对软件使用中对结果影响较大的关键设置进行了说明,利用一系列方案及优化解决了工程上面临的初始耐力不足的问题,为工程中需要考虑制造及经济性的同时解决具体问题提供范例。     

基于数值模拟的隧道仰拱优化分析

为了确定在III2级围岩隧道中是否可以取消仰拱的设置,采用FLAC3D有限差分软件,对III2级围岩情况下的平底隧道(模型1)和仰拱隧道(模型2)这2种隧道底部支护形式进行了数值模拟和研究,通过对隧道开挖支护过程结束后目标断面的围岩竖向位移、围岩竖向应力特点、二次衬砌变形这3个方面进行分析比较,结果表明,III2级围岩隧道取消仰拱,采用平底结构,隧道二次砌衬能够保持稳定性,也满足隧道对二次砌衬安全储备的要求。     

软弱夹层条件下隧道爆破过程数值模拟

为研究岩体中软弱夹层对炸药爆炸能量传递过程的影响,运用ANSYS／LS—DYNA对含有不同厚度的软弱夹层岩体在爆破过程中应力波的传播及衰减规律进行数值模拟研究,分析比较了软弱夹层的存在与否以及夹层的不同厚度对确定位置的应力波的影响;并结合现场对含有软弱夹层岩体在爆破过程中出现的超欠挖现象进行了分析,指出隧道周边炮孔布置必须充分考虑软弱夹层的影响,为爆破参数的选取提供了理论依据。     

软弱夹层条件下隧道爆破过程数值模拟

为研究岩体中软弱夹层对炸药爆炸能量传递过程的影响,运用ANSYS/LS-DYNA对含有不同厚度的软弱夹层岩体在爆破过程中应力波的传播及衰减规律进行数值模拟研究,分析比较了软弱夹层的存在与否以及夹层的不同厚度对确定位置的应力波的影响;并结合现场对含有软弱夹层岩体在爆破过程中出现的超欠挖现象进行了分析,指出隧道周边炮孔布置...     

锦屏辅助交通特长隧道爆破通风数值模拟

本文对特长隧道（锦屏辅助洞西端10km段）的爆破通风进行了数值模拟计算,分析了不同通风条件下隧道内的CO浓度分布;基于相关规范,确定了爆破后车辆可以进洞的CO最高浓度,从而得出了不同通风条件下出渣车辆进洞的时间及有效的风机布置方式。     

隧道掘进爆破引起地表震动的数值模拟与现场监测分析

在建立隧道掘进爆破的震动模型的基础上,采用有限元方法对人和场隧道掘进爆破引起的地表震动进行数值模拟,并将数值计算结果与现场监测结果进行比较分析。结果表明:采用数值计算方法获得的震动速度时程曲线形式比现场震动速度监测波形简单得多,两者明显不同;但通过数值计算所获得的地表震动速度峰值的变化规律及特征与现场监测结果基本一致,而且地表震动速度峰值计算结果与实测结果之间吻合较好,可见采用数值模拟方法来分析地表震动速度在工程应用上是可行的。     

岩溶隧道爆破安全振速的数值模拟研究

对岩溶隧道采用钻爆法开挖施工,溶洞的存在对隧道爆破安全有直接影响。笔者以白须公1#隧道溶洞段爆破开挖为背景,采用MIDAS/GTS软件数值模拟了岩溶隧道爆破开挖对溶洞围岩的影响,利用国际上常用的衰减公式对溶洞围岩质点振动速度进行了拟合,分析爆破地震波在围岩中的衰减规律。对比溶洞附近隧道上台阶全断面开挖爆破地震波的传播规律和临空面的夹制作用对地震波传播的影响,探讨岩溶隧道爆破溶洞围岩质点安全振动速度。     

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。     

公路隧道爆破荷载的计算分析

通过对爆破荷载模式的分析,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了推导,得到了控制爆破下的爆破荷载计算模式,并计算了某隧道开挖中的Ⅱ类围岩的爆破荷载,本给出的方法及计算模式,为这些无任何实测资料的工程提供了一种分析手段。对于大型的重要工程,用此方法确定爆破荷载,可以减少实测工程量。     

基于HHT分析的浅埋隧道爆破振动控制研究

以青岛地铁施工过程中浅埋段隧道下穿建筑物为例,运用HHT分析理论结合MATLAB软件研究了爆破振动监测信号的时频关系,分析雷管的起爆时间间隔,为振动控制提供理论依据。通过分析发现:1)爆破振动信号的频率基本在90 Hz以下,优势频率范围为20~70 Hz;2)根据《爆破安全规程》规定的安全允许标准,3号民房爆破安全允许振速可定为2.0 cm/s,设计振速1.0cm/s较为保守;3)不考虑雷管自身延时误差的情况下,60 ms将是雷管比较理想的段与段之间延期时间间隔;4)实际爆破过程中,雷管延时误差是普遍存在的,总体误差呈现为正值。     

采石场爆破对邻近公路隧道施工质量的影响监测与模拟分析

基于岩土工程材料Mohr-Coulomb本构关系、空间模型非线性有限元分析和爆破振动数值模拟方法,针对某山岭公路隧道施工和实际使用过程受附近采石场日常爆破作业的影响进行了模拟分析;针对该隧道施工和运营过程中的初期支护、二衬爆破振动速度和混凝土表面应变进行了现场监测,根据现行公路隧道施工技术规范有关爆破振动速度安全限值进行了验算。相关数值模拟分析和现场监测结果表明:采石场爆破作业对隧道施工和运营影响很小,实际工程可以不考虑其不利作用,相关工程实践验证了其成果的可靠性。     

浅埋隧道掘进爆破及其振动效应数值模拟研究

文章以玉渡山隧道为工程背景,采用完全重启动分析法对浅埋隧道掘进爆破破岩过程进行数值模拟,同时结合现场监测结果,对浅埋隧道掘进爆破及其振动效应进行研究,并对研究结果进行分析得出,浅埋隧道钻爆施工,应重点控制爆破振动对开挖区隧道上部围岩、初衬结构的影响,需要特别注意的问题是当浅埋隧道穿越地表上方存在重要建筑物时,已成形隧道形成的爆破振动放大效应对建筑物产生的影响不能忽视。     

隧道爆破施工对近接既有隧道的影响分析

新建隧道爆破施工对既有隧道影响严重,为了对影响规律进行分析,对既有隧道进行爆破振动监测。通过对监测爆破振动数据进行统计分析,得出爆破振动振速传播规律,归纳分析得到爆破振动传播规律的萨氏公式,并得到振动速度与爆心距和最大段装药量的关系,为有效地减小爆破振速提供理论依据。     

小间距隧道爆破振动影响分析

以辽宁省庄盖高速公路戴峪岭2号隧道为背景,运用瞬态动力学的基本理论,建立了数值模型,采用Ansys软件分别对不同的围岩级别、不同的隧道净间距以及不同的施工方法,在受邻近小间距隧道爆破振动作用下的既有隧道振动进行了非线性研究。结果表明:全断面施工对既有隧道的影响大于台阶法施工;新建隧道爆破开挖对既有隧道迎爆侧的边墙影响最大;既有隧道衬砌的振速和应力随隧道间距的增大而减小。     

基于爆破振动测试的隧道中隔墩及二衬稳定性分析

目前许多高速公路隧道双洞间距处于规范所要求的小净距隧道与分离式隧道区分临界值附近,此工况下隧道中隔墩及相邻隧道衬砌在爆破振动下的稳定性需通过测试数据进行分析。结合竹山隧道爆破振动测试,得出各个方向上的振动速度绝对值,评定爆破振动对中隔墩及相邻洞二次衬砌的稳定性影响。再根据测试数据回归分析得出该区域的爆破地震波传播规律的代表公式,并推算出单段最大安全用药量,修正此隧道今后开挖的爆破参数。该结果可为类似工况下的隧道爆破开挖提供参考依据。     

基于EEMD的地铁隧道爆破振动信号分析与应用研究

针对EMD（empirical mode decomposition,经验模态分解）方法在处理爆破振动信号时存在模态混叠的问题,引入EEMD（ensemble empirical mode decomposition,集合经验模态分解）方法,对爆破振动信号进行去噪处理,并分析城市隧道掘进爆破振动信号的特征信息,从而研究城市隧道掘进爆破振动效应。以乌鲁木齐轨道交通1号线爆破开挖工程为依托,利用现场爆破振动监测数据,采用EEMD方法与EMD方法对原始爆破振动信号进行去噪处理,运用信噪比（SNR）法和均方根误差（RMSE）法对所得结果进行量化评估并进行比较,从而获得较准确的信号去噪方法,然后运用希尔伯特变换对去噪后的爆破振动信号进行时间-频率和能量分布特征分析。研究表明： 1）EEMD法去噪结果信噪比和均方根误差分别为30.51和0.005 5,EMD法去噪结果信噪比和均方根误差分别为20.88和0.010,EEMD去噪法要优于EMD去噪法; 2）在文章所述起爆方式下,隧道爆破振动的能量一般集中在频率段5～80 Hz,且主要分布在50 Hz以下的低频段,应采取合理的降震增频措施来控制爆破振动对建（构）筑物的影响; 3）爆破振动瞬时能量峰值与振速峰值所在的时刻一致,说明瞬时能量谱能较好地体现爆破过程中振动效应随时间的变化规律; 4）基于信号去噪及分析的研究结论,提出地铁隧道爆破振动控制技术。