爆炸荷载作用下方钢管混凝土柱的动力响应及破坏机理

方钢管混凝土柱是被广泛采用的组合构件之一。爆炸发生时产生的爆炸冲击波可能会对框架结构内部的方钢管混凝土柱造成严重破坏,然而目前对其动力响应及破坏机理的研究成果相对较少。本文采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸荷载作用下方钢管混凝土柱的动力响应和破坏机理进行了研究分析。建立了方钢管混凝土柱实体有限元模型,其中混凝土采用HJC模型,方钢管采用考虑应变率的塑性随动强化模型,爆炸荷载施加在柱子一侧表面。通过对方钢管混凝土柱的破坏过程的模拟,比较分析了其在不同＂比例距离＂下的动力响应和破坏形式,进而得出方钢管混凝土柱的破坏机理。在爆炸荷载作用下,方钢管对其核心混凝土有一定的约束作用,使其处于复杂应力状态之下,从而使混凝土强度得以提高,塑性和韧性同时得到改善;同时,由于混凝土的存在,延缓了方钢管柱底和柱顶过早地发生局部屈曲。随着＂比例距离＂的增大,柱中水平位移逐渐减小。结果表明,方钢管混凝土柱具有良好的延性、优越的抗爆性能,所提出的破坏机理可供结构抗爆设计的进一步研究参考。     

高烟囱爆破拆除倾倒折断力学分析

针对150 m以上高烟囱在爆破拆除过程中频繁发生空中折断的现象,按照国内烟囱设计规范[1],选定相应烟囱结构设计参数,通过建立高耸钢筋混凝土烟囱在爆破拆除定向倾倒过程中的力学模型,推导了任一时刻烟囱任一截面的内力分布表达式和极限承载能力表达式,分析了其破坏机制。根据所受的荷载和承载能力对烟囱倾倒过程中是否会发生空中断裂进行了判断,结果表明,高度超过150 m的钢筋混凝土烟囱在倾倒角度超过40°～60°后,均可能在离顶部约1/3烟囱高度处发生断裂。     

煤矿下山巷道爆破掘进技术试验研究

为解决煤矿下山巷道爆破掘进中普遍存在的循环进尺小、炮眼利用率低、爆后矸石堆积迎头、留底严重等问题,基于“裂槽、抛碴”思想,有机结合直眼和斜眼掏槽的各自优点,设计了含抛碴眼的楔形掏槽方式这一新型掏槽结构。在华恒矿-1 000水平副暗斜井,通过改变掏槽眼的布置位置和起爆顺序、设置抛碴辅助眼等措施,结合弧形和直线形组成的混合型辅助眼布置方式,制定出3种下山巷道爆破掘进技术方案并进行现场试验。通过掘进进尺、残眼深度、巷道成型、抛碴距离、矸石块度、矸石高度等指标,评价设计方案,最终优选出一种综合指标最好的爆破方案。该矿采用此技术,月进尺提高了40%以上,验证了该技术在下山巷道爆破掘进中的有效性。     

地震力作用下基覆边坡模型试验研究

以汶川灾区实地考察资料为背景,选择宇宫庙滑坡为参照,制作了模型试验台,在量纲分析的基础上,对主要参数做了相似理论研究,并采用水下爆炸的方式来模拟地震波（近场）进行了大量模型试验。结果表明：基覆边坡在地震力作用下的破坏模式是浅表层张拉而导致表层松散体流坍,且地震加速度随着药量（地震烈度）的增加而呈递增趋势,重力墙、桩板墙等支挡结构对于基覆边坡的作用明显。其结论将为铁路、公路沿线的高陡边坡分析和研究提供一定的依据。     

爆炸挤淤作用对海相软黏土压缩特性的影响

浙江漩门三期围垦项目中采用爆炸挤淤置换法进行筑堤工程,为了对爆炸置换后海堤的固结沉降预测及稳定性评价提供可靠的试验参数,取爆炸前后地基范围内的海相软黏土,进行一维压缩和各向等压固结试验,并对该地区软土的压缩变形与结构特性进行初步研究。试验结果表明,海相软黏土存在一定的结构特性,表现出与其重塑土不同的性质;通过引入孔隙指数的概念,研究该地区软黏土的结构性,证实土体结构性的存在是其压缩特性不同于重塑样压缩曲线的内在原因,在高压力范围内其压缩曲线趋近于固有压缩曲线。爆炸挤淤作用对海相软黏土产生较强的扰动效应,也对其基本物理性质与压缩特性均产生重要影响;扰动效应造成软黏土的结构屈服应力降低,结构强度下降,采用新定义的结构破坏比来定量评估爆炸挤淤作用对海相软黏土结构性的破坏程度,可为爆炸挤淤置换法处理软基的海堤工程提供一定的理论基础。     

深孔爆破装药结构优选数值分析方法及其应用

针对地下深孔爆破采矿过程中常出现的爆破后冲作用严重以及爆破块度不均匀等若干问题,以南方某铅锌矿实际采用的爆破、炸药和岩石参数为基础,采用ANSYS/LS-DYNA对矿山拟采用的不同装药量、不同耦合系数的6种装药结构建立了数值计算模型。通过分析爆炸仿真过程中的Von Mises有效应力信息,结合爆破破岩机制及Mises屈服理论,确定了深孔爆破的最佳炮孔装药结构。现场试验表明,优化的装药结构爆破块度均匀且爆破后冲作用得到有效控制,基本上解决了矿山深孔侧向爆破存在的问题,研究结果为深孔爆破的优化设计提供理论依据和技术支持。     

超深孔一次成井微差爆破技术研究

起爆时差是超深孔一次成井爆破设计中的一个重要参数,合理设计起爆时差和起爆顺序,能够达到先起爆炮孔为后起爆炮孔创造良好自由面和补偿空间,实现筒状硐室分层、分段爆破的目的,并能降低围岩震动破坏。为合理选取起爆时差,基于超深孔微差爆破破岩机制,从理论上推导了一次成井预裂爆破延期时间,掏槽孔与相邻辅助孔、同分段辅助孔、相邻分段辅助孔的起爆时差等计算公式;同时提出了自下而上预裂爆破、先上下后中间光面爆破等6种一次成井起爆顺序。在华恒矿-650矸石仓,结合施工条件合理确定起爆时差等爆破参数,形成爆破设计方案。爆破过程中实现了分层、分段爆破,获得了良好的硐室成型,验证了形成的超深孔微差爆破技术是成功的,其结果对类似工程的实施具有一定的参考价值。     

Amelioration of Carbon Removal Prediction for an Activated Sludge Process using an Artificial Neural Network (ANN)

A dynamic simulation model of the Ankara central wastewater treatment plant (ACWTP) was evaluated for the prediction of effluent COD concentrations. Firstly, a mechanistic model of the municipal wastewater treatment process was developed based on Activated Sludge Model No. 1 (ASM1) by using a GPS‐X computer program. Then, the mechanistic model was combined with a feed‐forward back‐propagation neural network in parallel configuration. The appropriate architecture of the neural network models was determined through several iterative steps of training and testing of the models. Both models were run with the data obtained from the plant operation and laboratory analysis to predict the dynamic behavior of the process. Using these two models, effluent COD concentrations were predicted and the results were compared for the purpose of evaluation of treatment performance. It was observed that the ASM1 ANN model approach gave better results and better described the operational conditions of the plant than ASM1.     

考虑损伤效应的岩锚梁光面爆破数值分析

在地下厂房岩锚梁爆破施工中,为获得良好的开挖轮廓面和较小的损伤区,常采用光面爆破的开挖方式,但在光面爆破施工中,主爆孔爆破对光爆层岩石造成较大程度的损伤,使岩石的力学参数发生变化,而在爆破设计与施工中未考虑这种损伤效应,结果造成单孔装药量偏大,岩石受到过度破坏,出现超挖或产生大量的爆振裂隙。应用动力有限元程序,建立岩体二维弹塑性模型,对不考虑损伤和考虑损伤的光面爆破过程进行了数值模拟,并比较两种模型最大有效应力随距离的变化关系。研究结果表明,在相同情况下,考虑损伤影响时可适当加大光面爆破的炮孔间距和抵抗线。在现场进行了考虑爆破损伤和未考虑爆破损伤的两组爆破试验,观察爆后效果表明：考虑爆破损伤效应的参数设计爆破效果好、损伤作用小。     

爆破震害预测的神经网络模型

人工神经网络是近期发展最快的人工智能领域研究成果之一.通过分析国内外爆破震害预测研究现状和不足,提出一种基于BP神经网络模型的爆破地震效应预测方法,该方法能克服基于最小二乘法的回归公式的局限性,可选取影响爆破振动的多个影响因素作为输入层参数,达到爆破峰值和主频同步预测之目的.利用该方法对实际爆破监测数据进行预测,结果表明人工神经网络方法在爆破地震效应预测中应用是可行的并且是有效的.这为爆破震害预测研究提供了新途径.