库岸堤防工程基础开挖的爆破振动规律研究

以三峡堤防工程基础开挖为研究对象,对堤防工程基础开挖爆破地震波的振动监测方法和监测物理量的选择进行了研究。通过对爆破振动监测结果的回归分析,确立了爆破振动速度的传播衰减规律。结合工程实际,对基础开挖爆破产生的地震波的振动频率与爆区周围建（构）筑物的自振频率进行了对比分析;经对比分析,此次开挖工程爆破引起的振动频率远大于周围民房结构的自振频率,从而保证了周围建（构）筑物的安全。同时,结合该堤防工程开挖爆破施工,从建（构）筑物的安全振动速度和爆破振动的安全距离两个方面确定了爆破振动安全控制建议标准。研究分析表明,本次爆破工程的振动速度和安全距离都在爆破振动安全控制标准的范围内,从而说明了本次爆破工程圆满安全地完成了施工任务,保证了爆破时周边建（构）筑物的安全;其研究对指导基础开挖爆破施工和保证地面建筑物安全起到了重要作用。     

核电站扩建工程基坑开挖爆破振动安全控制

结合秦山核电二期扩建工程,在已运行核电站附近新扩建核电站的大型基坑开挖过程中进行爆破振动的监测与爆破振动的控制。通过理论分析与监测等多种手段对爆破振动进行有效的控制,确保了正在运行核电站的安全。所总结的减震措施经验对其他核电站的爆破振动控制具有借鉴作用。     

既有隧道扩建爆破振动数值模拟研究

基于原有隧道改扩建拱顶塌腔段扩建开挖,系统研究了多临空面条件下岩体爆破振动规律。采用完全重启动数值方法和拉格朗日算法分析岩体爆破振动规律,模拟爆破振动对隧道塌腔加固区和既有隧道围岩的影响,并获得了特征点的振动速度和衰减规律。数值模拟的最大振速符合爆破振动安全允许标准的要求,从而验证了爆破设计的可行性,并指导了爆破施工。同时,对隧道塌腔段开挖进行爆破振动监测。通过对比分析现场振动监测数据,数值模拟与现场监测结果吻合。结果表明,采用拉格朗日算法和完全重启动数值模拟方法可以描述隧道多孔毫秒延期爆破破岩和质点振动传播规律。该研究结论对隧道多孔毫秒延时控制爆破工程具有参考和指导意义。     

隧道开挖施工的爆破振动监测与控制技术

以万松岭隧道工程开挖为研究对象,对隧道工程开挖施工爆破地震波的振动监测方法及控制技术进行了研究。通过对爆破振动监测结果的回归分析,建立了隧道工程开挖爆破振动传播的数学模型;确立了其传播衰减规律。结合工程实际,提出了修正后的爆破地震波衰减经验数学公式;经对比分析,所得爆破地震波衰减规律公式预测的质点振动速度具有较高的精度。同时,结合该隧道工程开挖爆破施工,从选择合理爆破时差、最大装药量、微差起爆、掘进进尺、预裂爆破等5个方面提出了爆破振动控制技术措施使该隧道开挖施工爆破中的地面振动速度值控制在了安全范围以内,从而确保了施工段地面建筑群的安全和该隧道工程开挖爆破作业的安全。其研究对指导隧道工程开挖爆破施工和保证地面建筑物安全起到了重要作用。     

浅埋大跨隧道掘进中爆破振动控制与监测

文章介绍了在重庆双山隧道开挖爆破施工过程中,为控制爆破振动对山顶建筑物影响,隧道开挖采取了减小单段最大装药量,增设周边减震孔,以及选用合适的爆破器材等措施来控制爆破振动,并在施工过程中,对双山山顶建筑进行设点监测振动,对监测结果进行了分析.结果表明,在隧道掘进过程中对爆破振动控制所采取的措施是成功的,利用传统的经验预测公式保守估算单段最大用药量运用在该工程上可行,振动对测点周围的房屋影响不大,说明对爆破震动所采取的控制技术是成功的,结论为今后类似工程具有借鉴意义.     

长江太子矶航道整治工程水下控制爆破

简述了太子矶长江航道整治工程水下控制爆破施工情况和该地区爆破震动监测情况。振动监测表明,工程所设计的爆破方案,采用微差起爆系统对邻近的长江两岸防洪堤是安全的,为控制爆破参数和评价长江堤防的安全提供了科学依据。     

凹形地貌对爆破振动波传播影响的数值模拟

应用UDEC程序模拟了爆破振动波在凹形地貌中的传播特征,并与广东岭澳核电站2期基础爆破开挖现场监测结果进行了对比。对比分析结果表明,数值模拟结果与现场监测结果较为吻合。研究结果还揭示,凹形地貌对爆破振动波具有明显的衰减作用,质点水平向振动速度的衰减幅度大于质点垂直向。同时,衰减系数随凹形地貌深度、宽度的增加而增加,但随宽度增加的幅度较小。另外,爆破振动波的衰减系数随爆源距增加而减小,随最大段药量的增大而增大。     

反映高程放大效应的爆破振动公式研究

在地形起伏较大的情况下,地形地貌对爆破振动波的传播具有较大的影响。通过分析与爆破振动有关的物理量,运用量纲分析法推导了反映高程放大效应的爆破振动公式。结合现场爆破振动监测,当爆破场地的地形地貌变化较大时,用传统的萨道夫斯基公式预测爆破振动速度误差较大,其平均误差达42%～59%,其他4个常用经验公式预测的平均误差,分别为24%～49%、40%～58%、58%～59%、31%～39%;而采用量纲分析法推导的公式预测爆破振动速度误差较小,其平均误差仅为10%～14%。研究结果表明,通过量纲分析法得到的爆破振动公式能较准确地反映正高程差放大效应。     

铁路隧道近距离下穿楼房控制爆破试验研究

结合内水－昆明铁路盐津1号隧道下穿楼房的实际情况,借助试爆和振动监测手段,对铁路隧道近距离下穿楼房应采用的爆破方法进行了研究。结果表明,在现场进行爆破设计所得的爆破参数是合理的,有利于近接隧道工程的成功修建;近接地下工程的修建中,在重难点工程施工前,现场进行爆破试验和振动监测是确保工程成功修建的有效手段;干扰减振爆破技术有着巨大的利用空间,随着爆破技术及爆破器材的发展,在将来的控制爆破中将发挥不可估量的作用。     

上下交叉隧道爆破振动控制技术研究

钻爆法是隧道开挖中一种主要的施工方法,爆破开挖不可避免会对围岩产生扰动。以新建走马岗隧道上穿东深供水走马岗引水隧洞工程为背景,开展上下交叉隧道爆破振动控制技术研究。选取与交叉段岩性一致的爆破施工开挖区域进行爆破振动监测,得到了现场爆破施工方案条件下走马岗隧道爆破振动规律。对实测数据进行回归分析,计算得出走马岗地区爆破质点峰值振动速度（PPV）的Sadovsk公式,反演得到控制爆破振动的最大掏槽药量及安全距离,制定出交叉段施工的安全控制范围以及相应的爆破方案。通过数值模拟进行了验证并付于交叉段现场施工。现场监测数据表明,提出的振速控制标准及爆破方案符合安全要求,保证了在建隧道的顺利开挖以及既有隧道的安全运行。研究成果可为类似工程爆破开挖及振动控制提供参考。     

不同振动特性参数对振动沉管/压实的影响

振动钻探或沉管/压实机械在工程中有着广泛的应用,但缺乏频率比、阻尼比对振动沉管机械功率影响的系统研究,施工中有时会出现功率异常增大,其驱动功率如何计算仍然困扰着工程设计人员。本文通过阻尼耗散功率法,来分析计算惯性和非惯性激励振动机械的平均功率、瞬时功率问题。结果显示,大阻尼（0.5＜ ζ ＜1）全频率范围的一般情况,惯性激励系统耗散功率近似与激振力角频率平方成正比,仅在小阻尼（阻尼比 ζ ＜0.5）共振区,功率与激振力幅值的平方成正比,与阻尼成反比,正是小阻尼易引起功率异常增大;非惯性激励机械在有阻尼共振区附近工作才能吸收足够的功率。振动沉管机械设计时不仅要满足系统的平均功率的需求,还要校验最大瞬时功率需求。     

The Frequency Content of Ground Vibration

A detailed examination of the frequency content of ground vibration is presented in terms of the so-called instantaneous frequency and time-frequency analysis. These techniques, and others, are applied to the surface vibration from a mass blast that triggered a large seismic event and to an earthquake vibration measured in the walls of a massive dam. As an associated issue it is shown that the relationship between peak levels of acceleration and velocity also reveals information on the frequency content of ground vibration. It is demonstrated quite clearly that the popular zero-crossing method cannot be used to obtain the frequency associated with the peak vibration level. In fact it is a false notion that one particular frequency can be associated with the peak level except for the ideal (and impractical) case of a single sinusoid. Realistically, there is a distribution of frequencies associated with the peak level, and a technique of sliding filters is suggested in order to examine the dependence of the peak level upon this frequency content. In light of the sliding filter approach, a new frequency dependent criterion for allowable levels of vibration is presented. This criterion is a completely continuous and well-defined function of frequency and so is more realistic than the current criteria which are only piecewise continuous and based upon an ill-defined frequency. The new criterion is applied to vibration data obtained from quarries and underground operations and is also applied to a model of resonant vibrations in urban dwellings.     

钻柱恶性振动识别与抑制技术研究进展

钻柱振动问题在钻井实践中普遍存在,钻柱恶性振动是造成钻头、钻柱失效的重要原因,其会降低钻井时效,增加钻井成本。如何有效识别钻柱恶性振动并加以抑制是一个重要的课题,国内外对其开展了大量的攻关研究和工程实践。本文详细阐述了钻柱耦合振动的理论研究现状及最新发展趋势,对钻柱振动室内实验研究进行了总结,介绍了国内外井下振动监测装置、钻柱振动抑制工具研发与应用的最新进展;最后提出理论研究与室内试验相结合,研发钻柱动力学分析软件及井下振动识别监测工具,配套合适的抑制、减振工具是解决钻柱恶性振动问题的主要方法;同时建议开展振动抑制一体化解决技术的研究。     

航空重力减振系统振动测试与分析

航空重力系统测量中,飞机发动机及机载环境引起的高频扰动将会严重影响航空重力系统的测量结果,而航空重力减振系统是有效解决高频振动的主要途径.因此,航空重力减振系统的减振效果,模态参数(固有频率、阻尼比和模态振型)是减振系统结构设计、评价的重要依据.笔者针对航空重力减振系统进行了多项振动试验,结果表明其固有频率避开了飞机发动机的周期振动频率,并且测点1在100 ～ 500 Hz高频中振动传递率在-18 ～-38dB,减振效果显著.     

Hyperbola-Logistic模型预测列车引起的地面振动

振动波在土介质中传播包含呈幂函数关系的几何衰减和呈指数函数关系的阻尼衰减两方面,针对振动波衰减的两种性质,提出Hyperbola-Logistic组合模型来描述振动波沿地表的传播。实例分析表明,Hyperbola-Logistic组合模型既可以用来预测地面位移、速度、加速度及振级的衰减,又可以预测高架桥段、路堤段及地下列车引起的地面振动。Hyperbola-Logistic组合模型具有较高的拟合精度,相关系数R均在0.95以上,决定系数R2均在0.90以上,它对振动衰减的拟合是可信的。通过对比,文中模型无论数值大小还是分布趋势,都能更好地预测列车引起的地面振动。     

凸起地形对铁路环境振动的影响分析

建立了列车作用下路基-凸起地形的二维有限元计算模型,研究了凸起地形宽度、形状、高宽比以及地基土性质对铁路环境振动的影响规律。结果表明,凸起地形减弱了铁路环境振动的地面加速度,明显放大了水平振动位移,对竖向振动位移的影响不明显;随凸起地形宽度、高宽比的增大,水平振动位移的放大效应更为显著;高宽比越大,竖向、水平两个方向地面加速度减小越明显;半圆形、梯形凸起地形对铁路环境振动的影响较为一致,但三角形凸起地形的水平地面加速度在凸起地形顶部出现明显的局部放大,水平振动位移的放大效应较半圆形、梯形地形要明显;地基愈软弱,凸起地形的影响效应越显著。     

打桩振动对周围环境的影响

在城市建筑物密集区进行振动沉管施工,引起震动对周围环境的影响已成为地基处理施工中一个突出的问题,通过对某项工程水泥粉煤灰碎石柱(CFG)桩施工振动对周边建筑物影响的测试和分析,对地基处理方法的选型及如何有效减轻和控制施工振动对周围环境的影响,均具有一定意义。     

地铁交通引起的建筑物振动实测与数值模拟分析

结合上海软土地区典型工程实例,现场实测地铁减振前后隧道内及邻近建筑物内的振动加速度,据此对地铁轨道减振效果进行分析评估。在此基础上,提出了有限元与无限元相结合的数值分析简化预估方法,预测地铁交通激发的周边建筑物振动响应,并将计算分析结果与实测结果进行对比,分析地铁交通引起邻近建筑物振动随楼层的变化规律,探讨不同因素对建筑物振动响应的影响。研究结果表明：（1）采用Vanguard扣件较科隆蛋扣件隧道内道床振级降低约16 dB,建筑物楼板中的振级降低10.9～21.1 dB,减振效果明显;（2）随着楼层的增高,楼板中振动的振级呈现先减小后增大的现象;（3）采用提出的数值分析得到的建筑物楼板振级和实测结果吻合较好,表明分析方法合理可行,为预测地铁周边建筑物振动提供一种快速简便的分析方法。     

A Numerical Study on the Screening of Blast-Induced Waves for Reducing Ground Vibration

Blasting is often a necessary part of mining and construction operations, and is the most cost-effective way to break rock, but blasting generates both noise and ground vibration. In urban areas, noise and vibration have an environmental impact, and cause structural damage to nearby structures. Various wave-screening methods have been used for many years to reduce blast-induced ground vibration. However, these methods have not been quantitatively studied for their reduction effect of ground vibration. The present study focused on the quantitative assessment of the effectiveness in vibration reduction of line-drilling as a screening method using a numerical method. Two numerical methods were used to analyze the reduction effect toward ground vibration, namely, the “distinct element method” and the “non-linear hydrocode.” The distinct element method, by particle flow code in two dimensions (PFC 2D), was used for two-dimensional parametric analyses, and some cases of two-dimensional analyses were analyzed three-dimensionally using AUTODYN 3D, the program of the non-linear hydrocode. To analyze the screening effectiveness of line-drilling, parametric analyses were carried out under various conditions, with the spacing, diameter of drill holes, distance between the blasthole and line-drilling, and the number of rows of drill holes, including their arrangement, used as parameters. The screening effectiveness was assessed via a comparison of the vibration amplitude between cases both with and without screening. Also, the frequency distribution of ground motion of the two cases was investigated through fast Fourier transform (FFT), with the differences also examined. From our study, it was concluded that line-drilling as a screening method of blast-induced waves was considerably effective under certain design conditions. The design details for field application have also been proposed.