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椭圆形框架核心筒结构楼房爆破拆除技术研究
1
作者 夏治园 杨帆 +5 位作者 王刚 马立飞 杨翎 陈欢 罗国安 高朋飞 《爆破》 北大核心 2025年第1期116-124,共9页
针对某地18层椭圆形框架-核心筒结构楼房爆破拆除工况,通过系统分析楼房受力特征发现:椭圆形框筒结构楼房高宽比小、跨度长等特点,易发生后座甚至塌而不倒现象,核心筒内部剪力墙分布不规则,倒塌时易出现应力分布不均现象,导致楼体偏移... 针对某地18层椭圆形框架-核心筒结构楼房爆破拆除工况,通过系统分析楼房受力特征发现:椭圆形框筒结构楼房高宽比小、跨度长等特点,易发生后座甚至塌而不倒现象,核心筒内部剪力墙分布不规则,倒塌时易出现应力分布不均现象,导致楼体偏移设计方向。针对上述工程难点,设计时采用延期爆破、辅助弱化方式进行爆破拆除,首先通过拆分切割、化筒为墙等预处理方式破坏楼房抗侧移结构属性,避免楼体倒塌时发生偏移,再将爆破切口细致划分成4个爆破分区并逐步增大各区延期时间,尤其是将最后两分区延期时间提高至1 s,实现余留区域支撑点前移,避免塌而不倒现象,同时适当增大最末段起爆区域的支撑面积以控制后座,设计中选用上下双切口折叠爆破方法,控制楼房触地振动幅度,提高楼房整体解离效果。现场爆破拆除时,椭圆形楼房倒塌过程历时约5 s,基本沿设计方向倒塌,存在轻微后座,支柱失效明显,各层楼板依次折叠,爆堆集中,拆除爆破效果良好,为类似工程提供了借鉴。 展开更多
关键词 椭圆形楼房 框架-核心筒 爆破参数设计 控制爆破 倒塌条件
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进洪闸闸墩爆破切割技术及数值模拟分析
2
作者 夏治园 高朋飞 +5 位作者 杨帆 王刚 杨翎 马立飞 陈欢 罗国安 《工程爆破》 北大核心 2025年第3期82-91,共10页
针对某地进洪闸闸墩拆除重建工况,综合分析爆破设计要求和工程重难点,拟采用预裂爆破技术凿除待拆除墩体。通过分析预裂爆破成缝机理,精确计算不耦合系数、炮孔间距、延米装药量等多项设计参数,同时布设交错减振孔以减少爆破应力波对于... 针对某地进洪闸闸墩拆除重建工况,综合分析爆破设计要求和工程重难点,拟采用预裂爆破技术凿除待拆除墩体。通过分析预裂爆破成缝机理,精确计算不耦合系数、炮孔间距、延米装药量等多项设计参数,同时布设交错减振孔以减少爆破应力波对于保留闸墩的危害;采用ANSYS/LSDYNA对爆破过程进行数值仿真计算以验证方案合理性;现场爆破作业通过采用导爆索替代乳化炸药、主爆区炮孔间隔装药等多种优化措施提高爆破能量分布的均匀性。结果表明:爆破后孔间缝隙完全贯通,粉碎圈较小,超欠挖量在2~3 cm左右,减振孔削弱爆破有效应力达21.8%,待保留墩体仅部分失效,不影响整体稳定。现场爆破效果显示:闸墩切割轮廓面齐整,无明显超欠挖现象,保留墩体未出现明显损伤。由此可见,预裂爆破技术结合空孔减振可有效完成闸墩切割作业,为类似爆破工程提供了借鉴。 展开更多
关键词 拆除爆破 数值模拟 闸墩 混凝土
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180m高钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除设计与数值模拟
3
作者 刘建程 李毅 +6 位作者 夏治园 杨帆 王刚 杨翎 马立飞 张魏 高朋飞 《爆破》 北大核心 2025年第3期135-144,共10页
针对某地180 m高钢筋混凝土烟囱爆破拆除工况,详细分析了烟囱爆破倒塌过程的重难点并制定了相应解决措施。设计中通过开设高度对称的定向窗、定位窗控制筒体倒塌方向并依据相关工程经验公式进行推算,最终确定爆破切口圆心角为216°... 针对某地180 m高钢筋混凝土烟囱爆破拆除工况,详细分析了烟囱爆破倒塌过程的重难点并制定了相应解决措施。设计中通过开设高度对称的定向窗、定位窗控制筒体倒塌方向并依据相关工程经验公式进行推算,最终确定爆破切口圆心角为216°,爆破切口高度3.5 m时,筒体沿设计方向倒塌且不发生明显后座。为验证设计方案的可行性,采用界面应力元法建立等比例烟囱模型,对倒塌过程进行了预分析,仿真结果表明:烟囱历时14.0 s完成倒塌,基本无偏移,下座和前冲都得到有效控制。对比烟囱爆破拆除界面元模型与分离式共节点模型在切口闭合、筒体后座程度和顶部破碎形态发现,界面元模型可有效模拟切口形成时,切口闭合处钢筋与混凝土脱离效果。钢筋、混凝土组分异节点分别承担荷载,避免了材料单元过度失效,筒体后座减小1 m左右。烟囱顶部筒体触地破碎时,由于弹簧单元的粘结力,界面元模型中未出现钢筋飞散现象,综合对比发现界面元模型仿真精度更高,能有效模拟烟囱倾倒状态。现场爆破效果与仿真计算结果基本一致,烟囱顺利倒塌,无明显偏移,触地解体完全。 展开更多
关键词 高耸建筑物 钢筋混凝土结构 爆破拆除 数值模拟 界面应力元法
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碳纤维复合材料编织板的爆炸分离研究
4
作者 胡坤伦 薛克军 +4 位作者 何志杰 赵康 夏治园 宋凡平 韩体飞 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2022年第4期1-6,24,共7页
为探究碳纤维复合材料编织板的爆炸分离方法,通过C型聚能装药结构、线性聚能切割器2种切断方法进行试验探究,并利用AUTODYN软件进行数值模拟,分析切口处粒子飞散速度,结合Tsai-Wu张量强度准则分析复合板断裂程度。试验结果表明:C型聚能... 为探究碳纤维复合材料编织板的爆炸分离方法,通过C型聚能装药结构、线性聚能切割器2种切断方法进行试验探究,并利用AUTODYN软件进行数值模拟,分析切口处粒子飞散速度,结合Tsai-Wu张量强度准则分析复合板断裂程度。试验结果表明:C型聚能装药结构和线性聚能切割器均能成功切断复合板,C型聚能装药结构由一次强激波压缩切断复合板,切口较为平整;线性聚能切割器由于未设炸高,在未充分形成的射流和拉伸波的作用下,导致切口有较大损伤,没有C型聚能装药结构切口平整。模拟结果表明复合板在分离过程中经历了4个阶段,切口粒子形成2次峰值速度;由Tsai-Wu张量计算出复合板断裂完全,各个监测点的F值都比恰好断裂的时的F值大2~8倍左右,试验药量较大,应适当减少药量,为今后的优化试验奠定了基础。 展开更多
关键词 爆炸分离 碳纤维复合材料 数值模拟 线性聚能切割器
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既有溶洞岩体爆破装药结构优化及数值模拟 被引量：5
5
作者 夏治园 高朋飞 +3 位作者 钱明渊 程路 袁政委 崔子恒 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第2期42-47,共6页
为降低溶洞等不良地质条件对于台阶爆破作业的负面影响,基于既有溶洞露天爆破作业工况,运用AUTODYN数值仿真软件,建立二维有限元模型,针对孔身、孔底、孔间溶洞模型进行装药结构优化及仿真分析,重点对比分析了不同模型岩体损伤、孔壁压... 为降低溶洞等不良地质条件对于台阶爆破作业的负面影响,基于既有溶洞露天爆破作业工况,运用AUTODYN数值仿真软件,建立二维有限元模型,针对孔身、孔底、孔间溶洞模型进行装药结构优化及仿真分析,重点对比分析了不同模型岩体损伤、孔壁压力和飞石速度差异。结果表明:对于孔身溶洞,相较于普通PVC管装药结构,采用尼龙编织袋装药爆破可有效提高爆炸冲击波对孔壁的压力,降低大块率,改善岩体松动效果;孔底溶洞采用底部填塞+上部装药外加台阶底部钻水平孔装药方式,可有效破除残留根底;对于贯通型孔间溶洞,采用底部装药+中间填塞+上部装药+顶部填塞的分段装药结构,并在前排钻辅助孔进行孔底装药,可有效改善岩体损伤破碎效果。 展开更多
关键词 深孔台阶爆破 数值模拟 溶洞 岩体损伤 孔壁压力
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复杂环境下108 m高造粒塔定向控制拆除爆破 被引量：13
6
作者 薛克军 胡坤伦 +4 位作者 杨辉 夏治园 韩体飞 李毅 宋凡平 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2021年第2期100-107,共8页
为拆除复杂环境下108 m高造粒塔,在仔细分析造粒塔周围环境和拆除技术难点的基础上,结合数值模拟验证了方案的可行性,采用定向控制爆破的方法成功拆除该造粒塔。结果表明:数值模拟计算出造粒塔顶端节点在竖直方向(z)和倒塌方向(y)的位... 为拆除复杂环境下108 m高造粒塔,在仔细分析造粒塔周围环境和拆除技术难点的基础上,结合数值模拟验证了方案的可行性,采用定向控制爆破的方法成功拆除该造粒塔。结果表明:数值模拟计算出造粒塔顶端节点在竖直方向(z)和倒塌方向(y)的位移均为108 m,竖直下落的速度未发生突跃,非倒塌方向(x)位移几乎为0,造粒塔倒塌充分,倒塌过程中未出现偏移和后坐;采用梯形爆破切口,切口圆心角为216°,切口高度为7 m,北偏西6°定向倾倒的爆破方案拆除效果良好;起爆后,造粒塔按预定方向顺利倒塌,且实际倒塌过程和模拟倒塌过程基本一致,本次采用的数值模型可对同类工程实践起到一定的指导作用。 展开更多
关键词 拆除爆破 造粒塔 定向倒塌 安全校核 数值模拟
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桔瓣式球型储液罐爆破振动响应分析 被引量：2
7
作者 赵康 王猛 +3 位作者 何志杰 夏治园 马刘博 胡坤伦 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2021年第3期113-118,124,共7页
为研究深孔台阶爆破工况下,爆区中远端既有桔瓣式球型储罐振动响应问题,采用ANSYS/LSDYNA建立有限元模型,结合流固耦合算法,分析了不同起爆方式下球罐关键质点动态响应情况,重点研究了罐壁处不同质点的振动峰值速度和罐内储液对峰值速... 为研究深孔台阶爆破工况下,爆区中远端既有桔瓣式球型储罐振动响应问题,采用ANSYS/LSDYNA建立有限元模型,结合流固耦合算法,分析了不同起爆方式下球罐关键质点动态响应情况,重点研究了罐壁处不同质点的振动峰值速度和罐内储液对峰值速度的影响。结果表明:爆破地震所引起的振动破坏效应主要集中于球罐迎爆面罐壁与支柱连接处,其中罐壁与支柱连接处附近最为剧烈,易突破振速安全阈值,需要重点防护;采用延时起爆,减小药量等合理起爆方案可有效削弱爆破地震效应;适量调整罐内储液高度也可有效提高球罐自身的稳定性,起到有效的防护作用。 展开更多
关键词 球型储液罐 爆破载荷 振动响应 峰值振速
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18层框-筒结构楼房拆除爆破数值模拟分析 被引量：2
8
作者 刘健修 高朋飞 +4 位作者 马国强 夏治园 杨帆 王刚 杨士昌 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第3期74-81,共8页
对于复杂环境条件下大跨距高楼房爆破拆除工况,在综合考虑周边环境条件的基础上,为保障楼房顺利倒塌,拟采用折叠爆破,分区块延时起爆方式,同时采用控制爆破技术减小楼体触地塌落振动对于周围建筑的危害。为验证爆破拆除设计的合理性,采... 对于复杂环境条件下大跨距高楼房爆破拆除工况,在综合考虑周边环境条件的基础上,为保障楼房顺利倒塌,拟采用折叠爆破,分区块延时起爆方式,同时采用控制爆破技术减小楼体触地塌落振动对于周围建筑的危害。为验证爆破拆除设计的合理性,采用ANSYS/LSDYNA数值仿真软件建立楼体分离式共节点三维有限元模型,对楼体倒塌形态进行预分析,通过分析楼体顶部关键节点位移变化趋势,发现楼房按原定设计方向倒塌,现场爆破后楼房解体充分,爆破后爆堆堆积,未出现明显楼体部件飞散等问题。研究结果表明:大跨距楼房重力势能转换较快,采用折叠爆破结合切梁断柱法可有效保障楼房迅速解体,降低触地冲量,减小触地振动等有害效应,采用分离式共节点竖直模拟方式可有效预测楼体爆破倒塌运动趋势,为类似爆破工程提供参考。 展开更多
关键词 拆除爆破 框-筒结构 数值模拟
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双筒型旧硝铵造粒塔爆破拆除数值模拟与施工设计 被引量：1
9
作者 孔庆亮 夏治园 +4 位作者 王刚 刘明锋 钱明渊 杨帆 高朋飞 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第2期151-159,共9页
针对复杂环境下57 m高双筒型旧硝铵造粒塔拆除爆破工况,通过分析双筒型造粒塔存在下落势能大与质量分布不均的结构特点,设计了中间起爆、逐段向双侧的爆破方式,以实现“定向爆破+内合”的倒塌效果。爆破设计方案中采用梯形爆破切口,并... 针对复杂环境下57 m高双筒型旧硝铵造粒塔拆除爆破工况,通过分析双筒型造粒塔存在下落势能大与质量分布不均的结构特点,设计了中间起爆、逐段向双侧的爆破方式,以实现“定向爆破+内合”的倒塌效果。爆破设计方案中采用梯形爆破切口,并严格控制其周长及高度,适当保留底部支撑墙体并开设精确对称定向窗,使用高精度导爆管雷管结合孔内延时、孔外接力的复式闭合双回路起爆技术进行爆破施工。经理论分析计算,最终确定爆破切口长度为13.5 m、高度3.5 m。为验证设计方案的合理性,使用LS-DYNA仿真软件建立造粒塔三维有限元模型并进行了倒塌预分析。仿真计算结果显示:造粒塔爆破倒塌过程共历时约8.8 s,通过对造粒塔倒塌形态和顶部关键质点位移变化进行分析发现倒塌过程存在轻微下座,未发生前冲现象,总体方案的爆破参数选取合理,拆除爆破可达到预期效果。现场爆破完成后发现爆破倒塌效果与仿真计算结果基本一致,为同类型爆破工程提供了一定参考。 展开更多
关键词 双筒造粒塔 定向爆破 分离式共节点 数值模拟 爆破设计
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高耸钢混结构造粒塔的定向爆破拆除设计及分离式共节点模拟研究 被引量：1
10
作者 孔庆亮 夏治园 +4 位作者 王刚 钱明渊 刘明锋 杨帆 高朋飞 《爆破器材》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期57-64,共8页
为成功爆破拆除复杂环境下85.8 m高钢筋混凝土结构造粒塔,结合塔身结构特点及周围环境情况,选用梯形爆破切口,开设高度对称的定向窗、定位窗,结合数据分析,最终确定切口圆心角为216°、切口高度为4.0 m,采用定向倾倒方式进行爆破拆... 为成功爆破拆除复杂环境下85.8 m高钢筋混凝土结构造粒塔,结合塔身结构特点及周围环境情况,选用梯形爆破切口,开设高度对称的定向窗、定位窗,结合数据分析,最终确定切口圆心角为216°、切口高度为4.0 m,采用定向倾倒方式进行爆破拆除。为验证爆破设计方案的可行性,采用LS-DYNA仿真软件建立造粒塔分离式共节点三维有限元模型进行仿真计算。结果表明:总体方案的爆破技术参数选取准确;造粒塔往右偏移约4.9°,基本沿原设计方向倒塌,筒体轻微下坐,未发生前冲现象,拆除爆破效果达到预期目标。数值模拟结果显示,塔身顶端节点位移、速度变化趋势与实际倒塌过程基本一致。可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 钢混造粒塔 定向爆破 爆破设计 分离式共节点 数值模拟
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