地铁隧道爆破施工影响的邻近居民楼质点峰值振速研究

地铁隧道爆破施工时严重威胁邻近居民楼的结构安全,因此研究邻近居民楼爆破峰值振速是非常必要的。文章基于群孔荷载简化模型、柱面波理论及传统的应力波衰减理论,在考虑高程效应影响下推导质点峰值振速公式。依托乌鲁木齐地铁一号线工程,对一邻近六层居民楼的爆破施工响应进行监测,并将实测质点峰值振速、提出的修正公式预测振速和传统萨道夫公式预测的振速进行对比分析。研究结果表明:采用修正公式预测的质点峰值振速与现场实测值的分布规律一致,呈现出随着高程增大而逐渐增大的趋势;而且现场实测值与修正公式预测值相对误差较小,表明考虑高程因子的修正公式是可行的。     

隧道爆破开挖条件下地表建筑振动速度响应研究

为了研究隧道爆破开挖条件下地表建筑的振动速度响应规律,以福州高速公路魁岐1号隧道工程为例,对隧道上部地表建筑进行振动速度监测,同时结合隧道现场的实际施工情况,利用ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件对隧道爆破开挖引起的地表建筑的振动速度响应进行了数值模拟。通过分析现场实测和数值模拟结果得出以下结论:对比不同爆源条件下,地表建筑测点的峰值振动速度随爆源距的增大而减小,而在相同爆源条件下,地表建筑测点的峰值振动速度随爆源距的增大呈现先减小而后迅速增大的现象;地表建筑测点的峰值振动速度随测点高度的增大有明显的放大效应,且测点高度越大,放大效应越明显;隧道开挖成型后的空洞对于地表建筑测点的峰值振动速度具有明显的空洞放大效应,且空洞距离建筑越近,放大效应越明显;考虑建筑测点峰值振动速度的空洞放大效应时,隧道开挖宜采用先开挖深埋硐室后开挖浅埋硐室的施工顺序。     

某水工隧洞爆破震动对周边建筑物影响的试验分析

隧道开挖时的爆破震动对周边建筑物安全影响很大,但目前对不同爆破参数、周边建筑的距离与爆破开挖之间关系的研究成果不多,实际工程中也难以把握。以宁夏固原市某水工隧道工程为依托,采用现场试验的方法,对地表关键位置质点爆破振动频率与振动速度进行测试和分析。结果表明:(1)经测试发现房屋主振频率在10~60Hz间,而一般房屋建筑的频率均小于10Hz,说明此次试验中爆破震动不能与房屋产生共振。(2)对试验数据进行分析,并依据爆破震动规范安全振速标准进行判别,发现此次试验中土坯房的安全距离为160 m,一般砖房为60 m。研究结果可为隧道爆破的设计与施工提供理论依据,为类似隧道的爆破工程及解决由爆破引起的纠纷提供借鉴。     

复杂环境水下控制爆破工程影响效应测试分析

结合某沉管隧道沉管段基槽开挖工程,采用爆破动态效应的现场测试、理论分析等综合手段,探索水下爆破水中冲击波和爆破地震波动对邻近建筑物的动态效应特性。研究表明:(1)与地震波的峰值压力值相比,浅水条件下钻孔爆破水中冲击波压力值较小,传播速度也没有地震波快,特定情况下,在考量岸边堤岸及岸边建筑物的稳定性时可以忽略水冲击波的影响;(2)对于不同区域爆破施工来说,应根据其距离被保护对象的远近,选择各允许最大药量中的最小值作为最大爆破控制药量。研究成果对类似工程具有一定的借鉴意义。     

地裂缝-隧道-围岩动力相互作用模型试验研究

为了研究在地铁列车振动荷载情况下盾构隧道-地裂缝-围岩相互耦合作用下的场地灾害效应,从西安地裂缝地质环境和西安地铁2号线的实际工程背景出发,采用相似理论设计了相似比例尺为1∶5的物理模型试验,对盾构隧道、围岩材料、地裂缝等进行了合理设计。基于偏心块的振动原理,课题组自主研发了列车激振器来模拟地铁列车荷载,激振方式采用移动荷载激振方式,分析在不同列车车速和激振频率下地裂缝两侧土体的加速度变化情况,以此来研究地铁隧道-地裂缝-围岩系统在地铁振动荷载作用下的动力响应规律。结果表明,列车振动向下传播时振动衰减的幅度要小于向上传播衰减的幅度,由此为实际工程中减少地铁振动灾害效应技术的发展提供了理论支撑。     

基于FLAC3D的隧道开挖引发的山体滑坡稳定性分析及防治措施研究——以某隧道山体滑坡为例

在对某隧道山体滑坡发育地质环境条件、灾害主要特征及成因分析的基础上,采用地震波勘探和钻探相结合的方法确定滑坡区地层岩性及埋深,并运用FLAC3D数值模拟对该山体滑坡进行稳定性分析,对比分析左侧隧道开挖前后山体的稳定性,揭示隧道开挖引发山体滑坡的机理及发展变化模式。计算结果表明:左侧隧道的开挖导致山体形成新的深层滑动面,山体变形破坏主要以隧道左侧深层滑动面上产生滑移和隧道右侧的塌陷下错为主,左侧隧道的开挖是滑坡形成的主要引发因素。将宏观定性分析与定量计算相结合,并结合工程实际提出了隧道山体滑坡综合防治措施。     

龙滩水电站左岸导流洞爆破振动测试与控制研究

通过对龙滩水电站左岸导流洞爆破开挖振动进行观测、分析和处理,得到了该导流洞爆破开挖振动传播衰减经验公式。根据该水电站导流洞的特点,提出了爆破振动破坏标准,由经验公式和破坏标准,得出了该导流洞新浇混凝土支护区爆破安全控制参量。分析了爆破地震的特点,结合该水电站导流洞的爆破实际,建议了该导流洞相应的爆破降震措施。从工程实施的实际效果看,本文的研究成果与结论获得了较好的应用效果,保证了该工程爆破施工的顺利完成。     

小净距隧道扩建爆破动力响应数值模拟方法研究

以国内首次施工的大帽山四车道公路隧道扩建爆破震动控制为研究背景，介绍了爆破数值模拟分析中爆破荷载的计算原理和施加方法。从炸药直接起爆的角度，采用流固耦合多物质单元技术，利用LS-DYNA3D软件建立了扩建隧道爆破荷载作用下邻近运营隧道动力响应的数值计算模型。通过爆腔半径数值模拟结果与经验公式计算结果的比较，得到围岩的合理破坏应变值；对数值模拟计算结果的影响因素进行分析，结果表明材料采用理想弹塑性模型较硬化弹塑性模型的计算结果偏大；由现场实测数据拟合的经验公式验证数值模拟方法的可靠性。可为大断面小净距隧道施工及类似问题的解决提供参考。     

采石场周边民房爆破振动效应评价及衰减关系

为了避免福岭采石场爆破施工对周边民房的影响,布设4个测试点,对不同药量及距离产生的爆破振动给附近民房带来的影响进行监测和分析,得到了振动衰减关系及该采石场爆破施工对附近民房影响的安全距离。当保护对象距离为200 m时,96 kg药量,振动速度为0.45 cm/s,达到土坯房和毛石房屋容许振动的上限值。     

爆破振动对岩锚梁的影响测试

讨论了爆破地震产生的地震波传播规律 ,以及地振动信号和仪器记录的电信号之间的关系。在此基础上 ,论述了振动影响测试的原理 ,记录仪器系统的标定以及从观测信号中消除仪器影响的方法。对云南某水电站主厂房施工中的爆破振动进行了测试 ,讨论了爆破地震测试中应注意的问题     

上海地铁一号线人民广场振动测试与分析

对上海地铁一号线人民广场站区间隧道进行振动测试,结合轨道加速度测试数据及车辆体系振动方程,建立地铁列车振动模拟荷载的数定表达式,并将荷载作用于FLAC3D数值模型上,分析地铁引起的地面振动响应。通过对比不同工况的数值分析结果,研究振动波在地表的传播规律,并讨论了隧道埋深对地面振动的影响,分析了不同频率的简谐地铁激励荷载引起的地面振动的衰减规律。     

上海地铁一号线人民广场振动测试与分析

对上海地铁一号线人民广场站区间隧道进行振动测试,结合轨道加速度测试数据及车辆体系振动方程,建立地铁列车振动模拟荷载的数定表达式,并将荷载作用于FLAC3D数值模型上,分析地铁引起的地面振动响应。通过对比不同工况的数值分析结果,研究振动波在地表的传播规律,并讨论了隧道埋深对地面振动的影响,分析了不同频率的简谐地铁激励荷载引起的地面振动的衰减规律。     

武汉交通学校群楼爆破拆除塌落振动分析

为了分析一次性爆破拆除多栋建筑造成的地面振动的特征及对周边建筑物的影响,对武汉交通学校群楼爆破拆除中的地面振动进行了测量,并对实测的塌落振动的峰值、频谱特性进行分析。结果表明:此次监测记录到的峰值频率在5～10 Hz,对比高架桥以及单一高层结构爆破拆除数据,倒塌叠加使得振动能量在频谱上分布更加离散,其峰值频率与周边结构自振频率相差变大,周边建筑共振的危险性降低;对于周围的结构而言,水平振动持时大于竖向振动,但水平振动幅值明显小于竖向振动;爆破塌落振动的竖向分量对周围结构的威胁较大,应采取有效的缓冲及隔振措施;由《爆破安全规程》和周边建筑爆破前后主振频率分析可知,本次爆破拆除工作未对周边建筑造成破坏性影响,验证了群楼爆破拆除方案的高效性和安全性。     

G7公路甘肃段爆破施工对土遗址震动影响的检测与分析

近年来土遗址受城市建设和交通施工损害的现象时有发生,对于这些人为因素对遗址的影响缺乏有效的检测与评估手段。本文基于G7高速公路的爆破振动观测,进行质点峰值加速度和峰值速度的衰减分析,开展爆破震动对附近明水军事要塞土遗址震动影响的研究。通过对竖向、水平向的振动加速度和速度的观测和数据分析,得出不同药量条件下,对应相同质点的震动峰值加速度衰减规律。提出了公路爆破附近土遗址震动控制范围和最大药量的施工建议,为爆破附近有土遗址的施工提供了数据支持,相应的结论和建议可以在同类土遗址保护中参考使用。     

断层边坡地震动载效应的数值模拟

地震荷载作用下,断层两侧边坡稳定性一直是研究重点,本文主要探讨动态加载对不同位置坡体产生的地震动效应。首先,建立一个截面大小为500 km×100 km的有限元二维动态铲形断层模型,在地表断层两侧构建对称边坡来模拟滑坡地形。然后加载脉冲震源,通过对震源(深度为14 km)处节点指定加速度的方法,模拟计算地震发生后100 s内地震波传播对距断层分别为1 km,30 km及100 km的不同边坡震动产生的影响。结果显示:边坡震动强度随着震源距的增加而快速衰减,下盘的衰减比上盘更为强烈;距断层相同位置处,上盘比下盘振动幅度大;相同山体的不同位置上,水平方向振幅随断层距增大而衰减;垂直方向振幅,相同高程处的振幅相近,高程越高振幅相对减小;随着断层距的增加,山体的水平和垂直方向振幅都逐渐变小;震源距较远位置处的振幅比近震源位置小很多,说明近震位置处振动强度大,即在同等地质条件下,近断层的上盘区域更易发生滑坡。     

爆破地震作用下桩-土-结构相互作用的数值模拟

土-结构动力相互作用是地震工程和结构抗震的重要研究内容,但目前对爆破地震作用下土-结构动力相互作用的研究较少。运用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立了桩-土-结构相互作用体系的三维有限元模型,由桩尖输入实测爆破地震波,取得了良好的计算效果。计算结果表明：考虑桩-土-结构相互作用后,群桩基础中每个桩的位移、加速度和剪应力幅值均呈桩顶大、桩尖小的倒三角分布,桩与承台的接合部比较容易受到损坏;桩-土-结构相互作用体系在爆破地震波冲击后,还会发生几次振动,但是这些振动产生的影响要小于爆破地震产生的影响,这与实测结果相符合;爆破地震波冲击下,群桩基础中,角桩顶部表面的桩土接触压力较大,但在爆破地震波冲击后,中心桩顶部表面的桩土接触压力较大,且具有一定的周期性,直至衰减为零。     

土-结构动力相互作用人工边界分析及试验验证

利用有限元软件Ansys二次开发语言apdl进行二次开发,将多次透射边界(MTF边界)和弹阻边界(V-S边界)添加到软件中,从而实现对土-结构动力相互作用问题中无限域场地的模拟。以野外大比例(1/2)土-箱基-框架结构试验模型的牵引释放自由振动试验(波源问题)和爆破震动试验(散射问题)数据为基础,通过有限元数值计算结果和试验结果的对比可知,施加了人工边界的土体模型可以较好地模拟波在无限域土体中的传播,有效地减少有限元计算模拟时的计算规模。同时多次透射边界在计算精度以及散射问题中地震波输入的便捷性方面要优于弹阻边界。     

基于地震剖面瞬时峰值能量频率的衰减分析与气藏预测方法

由于流体本身的粘滞性和摩擦性,使得地震波在含油气地层中传播时衰减形成低频阴影.通过对叠后地震资料做时频分解,分析地层衰减特征,是当前除了AVO技术之外,比较流行的直接识别流体和气藏的技术.本文基于波动方程正演,模拟了地震波对含油气地层的响应.然后采用连续小波变换分析不同尺度剖面的瞬时能量特征,提取分频剖面上每一个点的峰值能量对应的频率,得到瞬时峰值能量频率剖面.通过分析瞬时峰值能量频率剖面,分析了地震波在地下介质中传播时的衰减特征.最后应用此方法对实际地震剖面进行了分析,验证了其有效性.     

青海门源MS6.9地震强地面运动精细化模拟

2022年1月8日青海门源MS6.9地震是该地区有记录以来的第3次强震,未来仍有再次发生强震的可能。基于门源地区的地表高程、速度介质参数以及门源地震断层滑移分布等地形地质特征,采用谱元法精细化模拟青海门源地震的地震波传播过程,重点考察复杂起伏地形区域强地面运动的空间分布特征。结果表明,PGV较大的地方主要集中在断层附近,最大值为53.1 cm/s,且沿断层走向地震响应明显大于垂直断层走向,具有明显的地震方向性效应;地震波在断层两侧出现反应较为剧烈的波前,波场快照PGV可达47.2 cm/s,与实测烈度相近,且模拟给出的烈度分布特征与实测烈度分布规律相同;山体分布密集区域的PGV响应较为剧烈,山体附近的地震动持续时间也较长,而平坦区域的地震响应相对较弱;通过与强震记录对比,验证了本文方法的合理性与准确性。研究成果可为地形复杂山体区域地震预测及防震减灾提供一定的参考。     

爆破、塌陷识别研究进展综述

简要介绍当前国内外关于天然地震与爆破、塌陷等非天然地震特征研究及事件类型识别的进展.对各类事件的定义及主要波形特征进行简要综述,重点介绍了事件类型判定的各类识别方法.与自然界天然地震不同,非天然地震由人工干预或人类活动间接引发.爆破是炸药在爆炸瞬间能量迅速释放,部分能量以地震波形式向外传播,引起地表振动而产生破坏效应的...