钢筋混凝土立柱钻孔爆破破坏过程数值分析与试验研究 被引量：1

1

作者 黄小武 谢先启 +3 位作者 贾永胜 刘昌邦 姚颖康 伍岳 《爆破》 北大核心 2025年第2期1-12,共12页

在房屋类建筑物爆破拆除工程中,钢筋混凝土立柱是主要承载构件,也是拆除爆破工程中面临最多的爆破对象。钢筋混凝土立柱的爆破破坏效果,直接影响承载构件的可靠失稳,进而影响结构的整体倒塌。近年来,钢筋混凝土立柱呈现出尺寸大、配筋... 在房屋类建筑物爆破拆除工程中,钢筋混凝土立柱是主要承载构件,也是拆除爆破工程中面临最多的爆破对象。钢筋混凝土立柱的爆破破坏效果,直接影响承载构件的可靠失稳,进而影响结构的整体倒塌。近年来,钢筋混凝土立柱呈现出尺寸大、配筋多、强度高等特征,对爆破参数设计和飞石防护提出了巨大的挑战。采用粒子爆破法耦合有限元算法(PBM-FEM),通过粒子的高速运动碰撞模拟爆炸冲击荷载和爆生气体逸出炮孔的过程;通过1∶1原尺寸物理模型爆破试验,采用工业电子雷管真实还原了高层楼房承重构件爆破拆除过程,揭示了钢筋混凝土立柱的钻孔爆破破坏过程及其爆破破坏失效机理。研究结果表明:因炮孔侧堵塞材料的约束作用有限,爆生气体会从孔口逸出,降低了炸药能量的利用率。立柱表面混凝土的剥落情况严重程度依次为:左、右两侧>前侧>后侧,最小抵抗线的方向是诱导混凝土发生破坏和抛掷的主要方向。 展开更多

关键词 爆破拆除 钢筋混凝土 钻孔爆破 破坏失效 数值模拟

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不同切口形式的框架-剪力墙结构爆破拆除倒塌过程分析 被引量：1

2

作者 张翼翔 赵国臣 +2 位作者 林世镔 王誉瑾 刘昌邦 《爆破》 北大核心 2025年第2期111-119,共9页

基于武汉某实际7层框架—剪力墙结构爆破拆除工程,开展了不同切口形式的框架—剪力墙结构爆破拆除倒塌过程研究。采用ABAQUS有限元软件建立精细化有限元数值模型,对支撑立柱的钢筋和混凝土采用分离式建模,对上部塌落体采用整体式建模,... 基于武汉某实际7层框架—剪力墙结构爆破拆除工程,开展了不同切口形式的框架—剪力墙结构爆破拆除倒塌过程研究。采用ABAQUS有限元软件建立精细化有限元数值模型,对支撑立柱的钢筋和混凝土采用分离式建模,对上部塌落体采用整体式建模,以精确模拟支撑立柱的力学行为并提高计算效率。此外,基于已建模型构建三角形切口形式的数值模型,与实际工程中的梯形切口形式对比分析。通过分析两种不同切口形式下,目标结构支撑柱的受力形式、后坐距离以及塌落体运动特征,讨论了不同切口形式对框架—剪力墙结构的倒塌过程影响。结果表明,数值模拟计算结果与实际倒塌过程在倒塌时间、塌落体运动特征和倒塌历程等方面高度吻合,验证了建模方法的有效性;相对于梯形切口形式,三角形切口形式重心低,起爆后迅速以切口的一个顶点为轴心开始倾斜,后排支撑柱短时间承受大偏心压力,从而迅速失效,塌落体触地时间更短,触地速度更大,塌落体解体更为充分;两种切口形式均发生了不同程度的后坐,因三角形切口形式产生的水平向动能较大,导致其产生的后坐距离更大。 展开更多

关键词 框架-剪力墙结构 爆破拆除 倒塌过程 数值模拟 切口形式

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爆破振动强度、波形与频谱研究综述:预测及主动控制 被引量：7

3

作者 何理 殷琳 +5 位作者 钟冬望 张鑫玥 赵永明 熊海涛 陈莎莎 NJAMBA Bruno 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第3期189-204,262,共17页

岩石钻孔爆破不可避免地会产生爆破振动效应及危害,准确预测爆破振动效应并进行主动控制具有极大的现实意义。论文综述了近40年来,国内外研究人员在爆破振动预测及主动控制方面取得的研究成果。在爆破振动速度峰值(PPV)预测方面,经验模... 岩石钻孔爆破不可避免地会产生爆破振动效应及危害,准确预测爆破振动效应并进行主动控制具有极大的现实意义。论文综述了近40年来,国内外研究人员在爆破振动预测及主动控制方面取得的研究成果。在爆破振动速度峰值(PPV)预测方面,经验模型预测方法体现出了较大的便捷性,但预测精度与效果较差,将概率统计理论引入经验模型预测方法,提高了PPV预测精度;而基波叠加预测方法可实现对振速、频率和持续时间的综合预测,但是该方法对振动基波的测试精度要求较高,同时亟须在行业内建立对爆破振动采集设备的定期标定与校核机制;人工智能预测方法极大提高了PPV预测精度,同时为多因素影响下的爆破振动效应预测提供了新思路,但需要建立在海量真实有效实测数据的基础上,目前还缺乏充实的振动测试样本数据库;PPV预测理论模型及数值模拟预测法对理论与专业知识、数值模拟技术等要求高,限制了两种方法在工程的普遍应用。在爆破振动速度主动控制上,可以确定合理的延期时间,采用毫秒延迟干扰减振法来降低PPV,但目前多为单一防护对象所提出的延期时间建议值;从调整爆破振动频谱结构的角度,通过主动改变延期时间调控爆破振动频率成分,可避开建(构)筑物自振频带,减小爆破振动危害,然而目前仅仅停留在理论层面或模型试验尺度条件下,缺乏大规模的现场应用实例。最后,对未来爆破振动预测及控制方面重点研究内容进行了展望。 展开更多

关键词 爆破振动 基波叠加 干扰减振 频谱控制 延期时间

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PE管道的爆破振动响应规律及灰色关联度分析 被引量：3

4

作者 段宝福 于昭文 +2 位作者 徐伟善 孙宗军 张正欣 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期110-118,共9页

为了降低隧道爆破施工对既有埋地PE管道造成的振动危害,有必要在施工前了解影响管道振动效应的各种因素。根据现场实测数据,采用MIDAS GTS NX软件建立岩土体-隧道-PE管道三维数值模型,并将现场监测结果和数值模拟结果进行对比分析,验证... 为了降低隧道爆破施工对既有埋地PE管道造成的振动危害,有必要在施工前了解影响管道振动效应的各种因素。根据现场实测数据,采用MIDAS GTS NX软件建立岩土体-隧道-PE管道三维数值模型,并将现场监测结果和数值模拟结果进行对比分析,验证数值模型的可靠性。分析得出:爆破振动作用下土体弹性模量、泊松比和管径的增加会使管道的最大振速增大;因为地表自由面叠加作用的原因,管道埋深的增加使管道最大振速先减小后增大。运用灰色关联度理论,确定了4种不同因素对管道振动效应的影响程度,主次关系为:土体弹性模量>管道埋深>土体泊松比>管道直径。准确地了解各因素对管道振动的影响程度能够更好的对隧道爆破施工时PE管道的安全性进行评估,为工程实际施工提供参考。 展开更多

关键词 隧道爆破 灰色关联度 PE管道 振动响应

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冻结砂岩爆破破岩的能量耗散特性 被引量：2

5

作者 蒋楠 张硕彦 +3 位作者 姚颖康 周传波 罗学东 曹华彰 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期140-155,共16页

为探究冻结岩体的冲击力学性能,并提出寒区爆破开挖工程中合理的爆破炸药单耗,针对寒区典型分布的砂岩,采用室内分离式霍普金森压杆试验与理论分析相结合的方法,开展了冻结砂岩冲击力学性能及爆破破岩能量耗散特性研究。结果表明:(1)冻... 为探究冻结岩体的冲击力学性能,并提出寒区爆破开挖工程中合理的爆破炸药单耗,针对寒区典型分布的砂岩,采用室内分离式霍普金森压杆试验与理论分析相结合的方法,开展了冻结砂岩冲击力学性能及爆破破岩能量耗散特性研究。结果表明:(1)冻结状态砂岩的动态抗压强度和动态弹性模量相比常温状态整体有所提升,而应变峰值整体有所下降。对比静载与动载试验结果,相同物理参数下,砂岩的抗压强度差距不大,而动态弹性模量明显高于静态弹性模量。(2)常温状态砂岩和冻结状态砂岩试件的耗散能量均随含水率的增大而逐渐减低,且冻结状态砂岩的耗散能量高于常温状态。相比常温状态,冻结砂岩在含水率为0、0.25ω、0.50ω、0.75ω、1.00ω时,其耗散能量增幅分别为21.6%、64.9%、80.3%、78.2%、83.3%。(3)相同含水率下,冻结状态砂岩的炸药单耗均高于常温状态,在含水率为0、0.25ω、0.50ω、0.75ω、1.00ω时,冻结状态砂岩爆破炸药单耗相比常温状态分别增加20.4%、61.3%、60.0%、55.6%、66.7%。(4)将常温与冻结状态砂岩爆破炸药单耗数值进行拟合,得到不同状态砂岩爆破破岩的单耗修正模型,可为寒区爆破工程提供参考。 展开更多

关键词 冻结岩体 动力冲击 爆破破岩 能量耗散 炸药单耗

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基于根底控制的深孔台阶爆破超深优选方法 被引量：3

6

作者 王洪刚 贾永胜 +3 位作者 余浩天 罗鹏 黄炳林 周俊汝 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期44-50,共7页

在露天台阶爆破中,根底是衡量爆破效果的一个重要指标,其中爆破参数钻孔超深对根底的形成有着最为直接的影响。为探究深孔台阶爆破中钻孔超深对爆后台阶面平整度的影响,基于岩石损伤力学等基本理论,通过对工程中岩体损伤变量与波速间关... 在露天台阶爆破中,根底是衡量爆破效果的一个重要指标,其中爆破参数钻孔超深对根底的形成有着最为直接的影响。为探究深孔台阶爆破中钻孔超深对爆后台阶面平整度的影响,基于岩石损伤力学等基本理论,通过对工程中岩体损伤变量与波速间关系的统计分析,定义岩体发生损伤的临界损伤变量阈值D_(d)为0.2,临界破碎状态岩体的损伤阈值D_(t)为0.8。在综合考虑拉压损伤效应的岩石动力学损伤模型的基础上,利用LS-DYNA动力有限元软件,模拟不同钻孔超深条件下的台阶爆破损伤范围;基于岩体临界破碎状态的损伤变量阈值,绘制爆后台阶面的起伏分布图像,并利用图像进行量化分析,通过比较确定最优的钻孔超深,保证上台阶岩体充分破坏的同时,不影响下台阶面的施工。最后,结合鄂州机场土石方深孔台阶爆破的实际情况,验证了钻孔超深对爆破根底的影响机制,总结得到一种确定深孔台阶爆破最佳超深取值的优选方法,通过优化超深取值改善爆后新台阶面的平整度。 展开更多

关键词 台阶爆破 钻孔超深 爆破根底 临界损伤阈值 数值模拟

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基于ICEEMDAN-多尺度排列熵的拆除爆破振动信号降噪研究 被引量：6

7

作者 康怡泽 姚颖康 +2 位作者 董润龙 贾永胜 谢全民 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期275-287,共13页

由于工程环境、炸药爆炸等因素影响,实测建(构)筑物爆破拆除所产生的低频振动信号常受到噪声干扰。提出改进的自适应噪声完全集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, ICEEMDAN... 由于工程环境、炸药爆炸等因素影响,实测建(构)筑物爆破拆除所产生的低频振动信号常受到噪声干扰。提出改进的自适应噪声完全集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, ICEEMDAN)与多尺度排列熵联合的降噪算法,并运用皮尔逊系数、信噪比和均方误差来验证所用算法的可行性。对实测拆除爆破塌落触地振动信号进行降噪处理,通过频谱分析以及各类指标对比表明,该联合降噪方法能够有效降低拆除爆破振动信号中的噪声,并且对信号的低频能量影响较小,降噪效果显著,为拆除爆破振动信号分析和处理提供了一种新的有效的方法。 展开更多

关键词 拆除爆破 振动信号 改进的自适应噪声完全集合经验模态分解(ICEEMDAN) 多尺度排列熵 信号降噪

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深基坑爆破减振孔作用下围护桩结构减振效应研究 被引量：5

8

作者 任颖博 蒋楠 +2 位作者 周传波 姚颖康 吕国鹏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2737-2750,共14页

基坑开挖爆破过程中振动荷载易对围护桩结构造成影响,临近围护桩结构预设爆破减振孔是重要控制手段。为评价爆破减振孔作用下围护桩结构的减振效应,以武汉地铁7号线巨龙大道站基坑爆破工程为背景,通过现场振动监测分析获得围护桩结构顶... 基坑开挖爆破过程中振动荷载易对围护桩结构造成影响,临近围护桩结构预设爆破减振孔是重要控制手段。为评价爆破减振孔作用下围护桩结构的减振效应,以武汉地铁7号线巨龙大道站基坑爆破工程为背景,通过现场振动监测分析获得围护桩结构顶部振动速度;利用LS-DYNA软件建立基坑爆破数值计算模型,在结合现场监测数据验证计算模型及参数可靠性的基础上,采用控制变量法设计减振孔参数组合计算方案,计算分析各参数对减振效应的影响规律;提出围护桩结构稳定性的安全判据,在最优减振孔减振方案下,分析围护桩结构动力响应特征,并实现其现场工程应用检验。研究结果表明:减振孔的减振效应与减振孔的孔径、孔深、孔距和排数都存在相关性,其中减振孔的孔深、孔距和排数对减振效应的影响较大,而减振孔孔径对减振效应的影响较小;围护桩结构爆破振动速度安全判据为26.10 cm/s;以孔径为100 mm、间距为0.2 m、孔深为0.7 m的双排梅花型减振孔为优化设计方案,在此方案下,围护桩上最大振速为25.57 cm/s,小于爆破振速安全判据。 展开更多

关键词 振动控制 围护桩 减振孔 减振效应 安全判据

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紧邻地下结构拆除爆破工程的缓冲减振措施 被引量：6

9

作者 孙金山 蒙云琪 +4 位作者 倪明亮 吴剑锋 操鹏 李小贝 张兆龙 《工程爆破》 CSCD 2020年第5期52-56,共5页

铁四院前大楼爆破工程紧邻浅埋地下室结构,大楼倒塌触地冲击振动对邻近地下室可能造成严重影响。为保护地下结构的安全性,采用有限元数值模拟方法ANSYS/LS-DYNA,分析了楼房倒塌时2.0、2.5、3.0 m高沙堤和3.0 m高沙堤+1.5 m深减振沟4种... 铁四院前大楼爆破工程紧邻浅埋地下室结构,大楼倒塌触地冲击振动对邻近地下室可能造成严重影响。为保护地下结构的安全性,采用有限元数值模拟方法ANSYS/LS-DYNA,分析了楼房倒塌时2.0、2.5、3.0 m高沙堤和3.0 m高沙堤+1.5 m深减振沟4种方案的减振效果,同时考虑施工难度和经济性,最终确定了3.0 m高梯形截面沙堤的减振方案。爆破结果表明,采用多排小间距高沙堤可有效降低楼房倒塌冲击荷载和振动,保障了邻近地下室的安全。 展开更多

关键词 拆除爆破 冲击振动 地下结构 数值模拟 缓冲减振

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RC框架楼房中心立柱爆破失效条件下结构动力响应特性分析

10

作者 姚颖康 章强 +1 位作者 侯永恒 贾永胜 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第3期121-129,共9页

为研究RC框架楼房局部立柱爆破失效后结构的抗连续倒塌性能和动力响应特性,依托一栋8层框架结构楼房爆破拆除工程,通过中心立柱现场爆破试验,对立柱邻近梁柱子结构的变形与应力调整过程进行了实时观测。采用PKPM建立实际工程对应的建筑... 为研究RC框架楼房局部立柱爆破失效后结构的抗连续倒塌性能和动力响应特性,依托一栋8层框架结构楼房爆破拆除工程,通过中心立柱现场爆破试验,对立柱邻近梁柱子结构的变形与应力调整过程进行了实时观测。采用PKPM建立实际工程对应的建筑模型,并基于拆除构件法,应用SAP 2000中非线性动力分析方法计算中心立柱失效下剩余结构的动力响应特性以及抗连续倒塌能力。结果表明:中心立柱爆破失效后,采用应变-弯矩理论公式得出的应变理论值约为260με、动应变现场实测值约为377με、数值模拟值约为238με,三种方法得出的动应变结果较为接近;失效点竖向位移计算值3.2 mm,与现场实测位移2.67 mm接近,其导致的塑性转角计算值为0.051°,与现场实测值0.05°接近;中心立柱爆破失效瞬间,剩余结构经历了明显的动力冲击,其正负向加速度值大致相同,最大加速度达到3.5 m/s^(2);中心立柱失效后,剩余结构产生荷载重分布,原本由中心立柱承担的竖向荷载被周边柱所分担,导致上方梁体出现显著的悬链线效应。本论文的研究成果有助于框架结构楼房在意外爆炸情况下的易损性评估与抗连续倒塌性能分析,同时也可为拆除爆破中的试爆立柱选择提供参考。 展开更多

关键词 框架结构 抗连续倒塌 立柱失效 非线性分析 动力响应特性

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压缩脆性介质爆破破坏时冲击荷载与初始应力卸载特征 被引量：4

11

作者 姚颖康 孙金山 +4 位作者 贾永胜 吴亮 倪明亮 明胜 陈洋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期257-266,共10页

针对含压缩应变能脆性介质的爆破破坏机制问题,开展了建筑物底层立柱的现场爆破试验。分析了立柱保留部分的应变变化过程。动应变监测结果表明,炮孔炸药爆轰时,炮孔远区的爆炸荷载时程曲线大致呈三角形折线状,爆炸荷载升压阶段应变率高... 针对含压缩应变能脆性介质的爆破破坏机制问题,开展了建筑物底层立柱的现场爆破试验。分析了立柱保留部分的应变变化过程。动应变监测结果表明,炮孔炸药爆轰时,炮孔远区的爆炸荷载时程曲线大致呈三角形折线状,爆炸荷载升压阶段应变率高于卸压阶段;装药长度约20 cm时,爆炸荷载作用时间约为1 ms。爆炸冲击波作用消失后,由于碎块运动速度远低于冲击波和应力波传播速度,起爆后爆破介质的承载能力仍可保持数毫秒时间,此时介质主要受爆生气体膨胀作用,附加动应变较低。介质完全破碎后,碎块以较高的初速度发生抛掷飞散,其承载能力迅速消失,初始应变随之释放至0;应变释放的时程曲线接近于直线形,且卸载的应变率较低。构建了一维直杆的爆炸冲击与初始应力卸载力学模型,通过对直杆加载和卸载过程在时间域上的叠加,近似模拟了压缩立柱爆破时保留区的应变历程。对爆破试验的模拟表明,炸药爆炸作用结束数毫秒时间后初始应力才开始卸载。 展开更多

关键词 爆破 爆炸荷载 初始应变 应变释放 应变监测 力学模型

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钻孔爆破炮孔孔壁压力计算模型 被引量：14

12

作者 张馨 孙金山 +2 位作者 张湘平 贾永胜 姚颖康 《爆破》 CSCD 北大核心 2021年第3期1-5,共5页

针对钻孔爆破数值模拟过程中炮孔孔壁压力取值较为复杂的问题,通过分析炸药爆轰过程以及爆破介质的破坏和运动过程,构建了孔壁压力的简化计算模型。该模型将爆破过程分为4个阶段:炸药爆轰炮孔升压、炮孔初步弹性膨胀、孔壁裂纹张开且气... 针对钻孔爆破数值模拟过程中炮孔孔壁压力取值较为复杂的问题,通过分析炸药爆轰过程以及爆破介质的破坏和运动过程,构建了孔壁压力的简化计算模型。该模型将爆破过程分为4个阶段:炸药爆轰炮孔升压、炮孔初步弹性膨胀、孔壁裂纹张开且气体流入、介质剥离抛掷且气体逸出。通过简化分析介质的爆破破坏过程,分别确定了各阶段的持续时间。通过简化分析爆炸气体体积的变化,并基于理想气体状态方程,分别确定了各阶段孔壁压力随时间变化的数学函数。通过现场实验结果对计算模型进行了验证,计算结果与实验结果吻合情况良好。该计算模型考虑了多种因素对爆破过程的影响,又未引入难以确定的系数,方便实际应用,可用于理论分析或数值模拟中爆破荷载的取值。 展开更多

关键词 爆破 炮孔 爆破荷载 孔壁压力 力学模型

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钢筋混凝土水塔垂直原地爆破拆除试验研究 被引量：3

13

作者 黄小武 谢先启 +4 位作者 贾永胜 刘昌邦 姚颖康 孙金山 伍岳 《爆破》 CSCD 北大核心 2023年第2期1-8,61,共9页

为解决受限空间下高耸钢筋混凝土水塔爆破拆除难题,研发了高耸构筑物垂直原地爆破拆除技术。采用高速摄影观测、振动监测手段和数值仿真方法,对水塔垂直原地坍塌冲击破坏机理、垮塌运动过程和触地振动效应进行了全面分析。研究发现:高... 为解决受限空间下高耸钢筋混凝土水塔爆破拆除难题,研发了高耸构筑物垂直原地爆破拆除技术。采用高速摄影观测、振动监测手段和数值仿真方法,对水塔垂直原地坍塌冲击破坏机理、垮塌运动过程和触地振动效应进行了全面分析。研究发现:高耸水塔垂直原地爆破拆除的坍塌过程近似自由落体运动,回归分析得到水塔向下塌落的加速度约为9.4 m/s^(2),略小于重力加速度;采用“分离式”有限元模型,可以近似还原水塔的塌落运动过程,并精确捕捉每段筒体的冲击碰撞时刻;159号混凝土材料模型,可以很好地模拟水塔筒体塌落冲击破坏过程;水塔筒体冲击破坏过程复杂,总体呈现多次冲击累积损伤破坏过程;振动主振频带主要集中在5~60 Hz,振动信号的高频部分衰减迅速,能量主要集中在低频部分,并且振动信号的总能量随着距离的增加而显著减小。试验表明:通过筒体分段依次垂直原地塌落触地,并同步开展顶部水箱水压爆破,不仅可以控制高耸水塔的塌落堆积范围,而且可以减小触地振动效应并控制爆破粉尘危害。 展开更多

关键词 爆破拆除 原地塌落 高速摄影 数值模拟 触地振动

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悬索桥重力式锚碇-地基系统承载机理研究

14

作者 杜宇翔 付晓东 +1 位作者 盛谦 陈栋格 《工程地质学报》 北大核心 2025年第2期758-771,共14页

探明悬索桥重力式锚碇-地基系统承载机理对于重力式锚碇设计具有重要指导意义。基于数值试验研究了锚碇-地基承载性能的影响因素,针对典型工况进一步分析了锚碇-地基系统承载性状,结合Hansen公式计算结果,探讨了锚碇-地基系统承载机理... 探明悬索桥重力式锚碇-地基系统承载机理对于重力式锚碇设计具有重要指导意义。基于数值试验研究了锚碇-地基承载性能的影响因素,针对典型工况进一步分析了锚碇-地基系统承载性状,结合Hansen公式计算结果,探讨了锚碇-地基系统承载机理。结果表明:(1)地基岩土体限制作用能够大幅提升锚碇-地基极限承载力,锚碇设计和稳定性验算时应充分考虑周围岩土体对其承载能力的贡献;(2)岩土体力学性质对锚碇-地基系统的承载能力有显著影响,建议在设计考虑地基承载力时对岩土体类型进行严格区分;缆力荷载作用模式对锚碇-地基失稳破坏形式具有明显影响,锚碇设计过程中需要根据主缆入射角等物理几何参数进一步确定IP点位置,充分发挥锚碇自承能力;(3)Hansen公式和数值模拟结果初步揭示了锚碇-地基系统承载机理,随着缆力荷载增加,极限缆力作用下基底切向力与法向力锐减,岩土体内形成滑动破坏面,导致锚碇-地基系统失稳破坏,滑动破坏面形态是锚碇-地基极限承载力的主控因素。研究结果可为重力式锚碇设计提供理论分析依据和机理认识。 展开更多

关键词 悬索桥重力式锚碇 数值试验 Hansen公式 承载机理 锚碇设计

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早龄期喷射混凝土冲击动力学响应及损伤演化试验研究 被引量：2

15

作者 马俊 谢全民 +3 位作者 万鹏 孙热 章逸锋 彭磊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期176-183,206,共9页

为研究冲击荷载下早龄期喷射混凝土动力学响应及损伤特征,基于霍普金森压杆对早龄期喷射混凝土开展不同冲击速度下动态压缩试验,分析其动力学特征;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术分析其冲击过程中位移场变化及能... 为研究冲击荷载下早龄期喷射混凝土动力学响应及损伤特征,基于霍普金森压杆对早龄期喷射混凝土开展不同冲击速度下动态压缩试验,分析其动力学特征;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术分析其冲击过程中位移场变化及能量演化特征。研究表明:随应变率增加,早龄期喷射混凝土峰值应力、峰值应变和动态弹性模量随之增加,且不同龄期喷射混凝土存在差异;冲击扰动下早龄期喷射混凝土裂纹发育错综复杂,劣化区域破碎,位移场从连续向不连续发展,且不同龄期喷射混凝土能量演化特征呈现明显变化。研究成果揭示了早龄期喷射混凝土在冲击荷载下的损伤特征,具有重要的理论意义和工程推广应用前景。 展开更多

关键词 早龄期 喷射混凝土 分离式霍普金森压杆冲击试验 数字图像相关(DIC)法 损伤演化

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低透气性煤层预裂爆破裂纹扩展特征数值模拟研究 被引量：7

16

作者 张飞燕 陈玥玥 +2 位作者 韩颖 孙金山 年鑫喆 《爆破》 CSCD 北大核心 2022年第3期106-111,共6页

在煤矿瓦斯治理工程中,预裂爆破是改善低透气性煤层渗透率的有效措施之一,其效果取决于爆破裂纹的产生与扩展程度。为研究低透气性煤层预裂爆破裂纹产生与扩展的特征及规律,将爆破过程看作平面应变问题,基于HJC模型、HIGH_EXPLOSIVE_BUR... 在煤矿瓦斯治理工程中,预裂爆破是改善低透气性煤层渗透率的有效措施之一,其效果取决于爆破裂纹的产生与扩展程度。为研究低透气性煤层预裂爆破裂纹产生与扩展的特征及规律,将爆破过程看作平面应变问题,基于HJC模型、HIGH_EXPLOSIVE_BURN材料模型和JWL状态方程,构建了深孔预裂爆破数值模型,并采用六面体单元进行网格划分;基于此,采用LS-DYNA软件对数值模型进行解算,分析了爆破孔周围破碎区和裂隙区的产生与发展过程,探讨了爆破孔周围煤体的裂隙与应力变化特征;最后,针对煤层预裂爆破参数选取,给出了合理化建议。研究表明:采用2号岩石乳化炸药,药卷直径94 mm,炮孔直径120 mm的爆破条件下,爆破产生的破碎区范围为1.43 m×1.25 m,裂隙区半径约为3.4 m,主裂隙长度为2.0~2.62 m;爆破孔与控制孔连线方向主要受压应力作用,切向受拉压应力作用,控制孔左右两侧切向受拉压作用显著;不同炮孔先后爆破产生的应力波与裂隙区应力场发生叠加,对裂隙的产生发展具有一定影响;煤层预裂爆破的合理布孔参数需综合考虑煤层对爆破应力波的衰减作用、空孔壁面对爆破应力波的反射作用以及双孔爆破应力波的叠加作用。 展开更多

关键词 低透气性煤层 预裂爆破 裂纹扩展 数值模拟 控制孔

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水下接触爆炸下拱形结构的毁伤特性分析

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作者 邢英剑 赵小华 +2 位作者 方宏远 孙金山 杨士豪 《工程爆破》 北大核心 2025年第2期1-10,38,共11页

为研究水下爆炸荷载作用下临水拱形结构的破坏模式和动态响应,利用ABAQUS有限元软件建立了拱形混凝土结构的耦合模型,通过与现场试验结果的对比,验证了耦合模型的可靠性。随后分别建立了一侧临水的拱形结构和平板结构的有限元模型,对比... 为研究水下爆炸荷载作用下临水拱形结构的破坏模式和动态响应,利用ABAQUS有限元软件建立了拱形混凝土结构的耦合模型,通过与现场试验结果的对比,验证了耦合模型的可靠性。随后分别建立了一侧临水的拱形结构和平板结构的有限元模型,对比了2种不同结构在水下爆炸荷载下的毁伤特性和动态响应,并参数化分析了不同厚度、药量和高跨比对临水拱结构抗爆性能的影响。研究发现水下爆炸下拱形结构比平板结构具有更好的抗爆性能,能够更好地承受水下爆炸荷载。不同厚度、药量和高跨比对临水拱形结构的破坏模式和动态响应有显著影响。结果表明:水下接触爆炸下,相对于平板结构的整体破坏,拱结构主要发生局部毁伤,抗爆性能优越;对于拱形混凝土结构,增大拱结构径向厚度能够显著提高拱形混凝土结构的抗爆性能;药量的增加会增大拱结构的损伤程度,显著影响结构的裂纹分布;随着高跨比的减小,拱形结构的破坏模式由局部破坏转变为整体破坏,其中高跨比为0.4的拱结构具有更好的抗爆性能和动态响应效果。 展开更多

关键词 水下爆炸 拱形混凝土结构 数值分析 破坏模式 动态响应

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动静荷载下层状围岩隧道应力集中分布特征

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作者 杨玉民 蒋楠 +3 位作者 姚颖康 周传波 蒙贤忠 赵茉溪 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期319-331,401,共14页

针对圣加旺水电站层状围岩引水隧道工程,设计物理模型相似试验,考虑不同的静荷载、动荷载及围岩倾角,采用LSDYNA分析层状岩体应力波的传播特性及分布特征.通过正交试验分析不同因素对围岩峰值应力及二次平衡应力的敏感性,基于量纲分析... 针对圣加旺水电站层状围岩引水隧道工程,设计物理模型相似试验,考虑不同的静荷载、动荷载及围岩倾角,采用LSDYNA分析层状岩体应力波的传播特性及分布特征.通过正交试验分析不同因素对围岩峰值应力及二次平衡应力的敏感性,基于量纲分析建立多因素影响下应力预测模型,确定围岩安全荷载控制范围.结果表明,高地应力条件下隧道围岩存在初始应力集中,动力扰动对应力集中数值的影响显著,应力波波阵面受层理的影响呈不连续分布.动、静载与围岩峰值应力、二次平衡应力呈正线性相关,围岩峰值应力及二次平衡应力随倾角增大呈“∧”型分布,不同因素对围岩峰值应力及二次平衡应力的敏感性顺序均为动载>静载>倾角.当围岩倾角为90°(0°)、75°(15°)、60°(30°)及45°时,静载极限值分别为0.731、0.555、0.479及0.456 MPa,动载极限值分别为0.624、0.523、0.477及0.463 MPa. 展开更多

关键词 动静荷载 层状岩体 应力集中 量纲分析 安全控制

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全非平稳地震动随机场的时-频域混合降维模拟

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作者 姜云木 刘章军 +1 位作者 刘子心 阮鑫鑫 《振动工程学报》 北大核心 2025年第9期1986-1994,共9页

本研究在过滤白噪声模型的基础上进行了扩展,提出了一种全非平稳地震动随机场的时-频域混合降维建模方法,有效突破了传统模型仅能模拟地震动过程而无法刻画地震动场的局限性。具体地,针对过滤白噪声模型中脉冲响应函数难以直接体现地震... 本研究在过滤白噪声模型的基础上进行了扩展,提出了一种全非平稳地震动随机场的时-频域混合降维建模方法,有效突破了传统模型仅能模拟地震动过程而无法刻画地震动场的局限性。具体地,针对过滤白噪声模型中脉冲响应函数难以直接体现地震动随机场空间相干性的问题,通过引入本征正交分解-降维模拟方法,实现了具有空间相干性的白噪声随机向量过程频域表达。应用地震动随机场不同作用点处的脉冲响应函数和调制函数对相应的白噪声分量过程滤波调幅,实现了全非平稳地震动随机场的时-频域高效降维表达。数值算例分别从均值、标准差、自/互相关函数以及反应谱、相干函数等方面验证了全非平稳地震动随机场时-频域混合降维模型的精确性和工程适用性。 展开更多

关键词 地震动随机场 过滤白噪声 本征正交分解 时-频域表达 降维模拟

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钢筋混凝土烟囱爆破拆除的下坐及早期断裂预测 被引量：9

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作者 孙金山 谢先启 +5 位作者 贾永胜 姚颖康 刘昌邦 韩传伟 王洪刚 黄小武 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期158-172,共15页

为分析钢筋混凝土烟囱在爆破拆除时发生下坐与空中断裂现象的机制并对其进行预测,对一高180 m烟囱的下坐和空中断裂过程进行了观测和分析。基于混凝土的压缩全应力-应变曲线特征,分析了烟囱支撑区的破坏过程,构建了烟囱失稳下坐的判别... 为分析钢筋混凝土烟囱在爆破拆除时发生下坐与空中断裂现象的机制并对其进行预测,对一高180 m烟囱的下坐和空中断裂过程进行了观测和分析。基于混凝土的压缩全应力-应变曲线特征,分析了烟囱支撑区的破坏过程,构建了烟囱失稳下坐的判别模型。通过建立烟囱下坐冲击作用下爆破切口以上烟囱的动力响应模型,分析了下坐冲击附加动应变波在烟囱中的传播特征。研究结果表明,考虑混凝土全应力-应变曲线特征和支撑区横截面应力和应变分布特征时,倾覆力矩与抵抗力矩的比值f可作为失稳下坐的判别条件之一;烟囱发生下坐的必要条件是支撑区最小残余承载力小于烟囱的重量。烟囱在下坐结束阶段,获得一定初速度的烟囱冲击基础时将产生冲击荷载,并在烟囱中部引起大于底端应变的应变,即产生动应变高程放大效应,该效应是导致烟囱发生早期断裂的主要原因。烟囱越高,下坐冲击历时越短,动应变高程放大效应越显著,发生断裂的风险也越大。随着烟囱高度的增加,烟囱最危险截面的位置也越高:由烟囱中下部移至烟囱中上部。 展开更多

关键词 钢筋混凝土烟囱 爆破拆除 空中断裂 下坐 预测模型

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