【摘 要】
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斜拉桥属于高次超静定结构体系,在爆破拆除失稳倒塌过程中动力响应特征复杂,相关技术及科学问题研究较少.为探索斜拉桥爆破拆除失稳倒塌力学机理,依托某独塔单索面预应力斜拉桥爆破拆除工程案例,借助动力学有限元程序LS-DYNA模拟了斜拉桥整体模型的失稳倒塌运动过程,重点分析了主塔、主梁、斜拉索三种基本构件的动力响应特征.研究结果表明:采用半波余弦函数形式的加载曲线作为重力荷载,有效避免了显式突加荷载对结构产生的震荡效应;主塔定向倒塌是斜拉桥失稳倒塌的核心,塔身运动过程符合爆破设计方案,总体呈现“首次下坐→缓慢偏转
【机 构】
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武汉科技大学理学院,武汉430065;江汉大学精细爆破国家重点实验室,武汉430056;武汉爆破有限公司,武汉430056;江汉大学精细爆破国家重点实验室,武汉430056;武汉爆破有限公司,武汉43
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斜拉桥属于高次超静定结构体系,在爆破拆除失稳倒塌过程中动力响应特征复杂,相关技术及科学问题研究较少.为探索斜拉桥爆破拆除失稳倒塌力学机理,依托某独塔单索面预应力斜拉桥爆破拆除工程案例,借助动力学有限元程序LS-DYNA模拟了斜拉桥整体模型的失稳倒塌运动过程,重点分析了主塔、主梁、斜拉索三种基本构件的动力响应特征.研究结果表明:采用半波余弦函数形式的加载曲线作为重力荷载,有效避免了显式突加荷载对结构产生的震荡效应;主塔定向倒塌是斜拉桥失稳倒塌的核心,塔身运动过程符合爆破设计方案,总体呈现“首次下坐→缓慢偏转→二次下坐→加速偏转”四个阶段;斜拉索在随着主塔定向倒塌的过程中,斜拉索轴向动力响应复杂,应力起伏振荡频繁,应力峰峰值区间为4.81～14.9 MPa;主梁在失稳坍塌过程中整体呈现“中间高、两头低”的姿态,最大位移差为2.62 m,局部剪切破坏作用明显.主塔的可靠倒塌是斜拉桥成功爆破拆除的关键,主墩的短暂支撑作用有利于主梁充分破碎解体.
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通过数值模拟和试验两种方法对爆炸荷载下钢管混凝土构件(CFST)的动态响应进行研究.首先基于LS-DYNA非线性有限元分析软件,采用多物质流固耦合方法,建立爆炸荷载下CFST数值模型;其次,设计三根钢管混凝土试件的爆炸罐内近距爆炸试验,并基于试验结果对数值模型的有效性及合理性进行了验证;最后总结爆炸荷载作用下CFST的破坏规律,并通过参数化分析方法,研究核心混凝土强度与钢管厚度对CFST抗爆性能的影响.结果表明:数值模拟方法能够有效合理地反应CFST在爆炸荷载作用下的动态响应,对比爆坑深度和测点加速度的模
明确多循环爆破推进情况下小净距隧道围岩损伤演化特征有助于施工安全和围岩稳定.依托福州地铁2号线某区段小净距隧道工程,基于LS-DYNA完全重启动技术,结合现场中夹岩声波测试结果,研究循环爆破荷载作用下该区段小净距隧道5个开挖进尺内围岩的累积损伤演化过程.结果表明:围岩损伤范围和损伤程度随爆破加载次数增加而增加,每一循环爆破荷载下各段别均对围岩有不同程度损伤,MS7和MS9段爆破荷载对围岩损伤最大;实测和模拟结果表明在多次爆破后中夹岩体损伤沿测孔深度方向呈圆角的斜“L”形状,近爆破处岩体损伤较大于远爆破侧;
针对高危边坡的爆破,提出了分区深孔控制爆破技术,并进行了爆破参数设计.重点对岩墙深孔控制爆破技术进行了研究,保证岩墙后排炮孔药柱顶底部离坡面水平距离分别不小于1.5倍和2倍的最小抵抗线.常规炮区采用分区接力起爆网路,分首爆区和接力区,岩墙爆破采用多排毫秒延期起爆网路,前10排孔内装2、4、6～13段导爆管雷管,之后每3排孔为一组,孔内装11、12、13段导爆管雷管,孔外用9段接力,2种爆破网路采用电雷管和导爆管雷管混合起爆方式,解决了爆破进度与安全的之间的矛盾.选取6个高程点,对高边坡爆破振动随高程变化的
复杂岩体条件下的隧洞爆破施工技术研究对于获得良好爆破效果及避免地质灾害的发生具有十分重要的意义.依托丁寨防洪排涝隧洞工程,针对复杂地质条件下的隧洞爆破开挖,提出了集掌子面出露岩体分析、超前地质预报、超前支护、爆破施工方案优化等于一体的成套隧洞爆破施工技术.首先进行掌子面出露岩体分析,并采用地质雷达法探测掌子面前体不良地质体发育范围和程度;然后基于地质雷达法探测结果,预测掌子面前不同部位围岩条件.针对岩体可能存在破碎带、溶洞、溶缝等不良地质体的部位,通过超前钻探确定破碎带的位置和范围或岩溶发育范围和程度,并
新疆别斯库都克露天煤矿由于岩体节理裂隙发育,深孔台阶爆破中孔口部分容易产生大块.为了改善该露天矿岩石爆破效果,采用了深孔之间布设浅孔的方式对孔口的爆破破碎效果进行改善.为了确定合理的爆破参数,采用了数值模拟方法对参数进行模拟验证.在露天矿现场取样制作试件测试了现场砂岩的岩石力学性质,基于实测岩石力学性质与现场爆破参数建立了数值模拟模型.对不同浅孔深度的五种模拟条件进行了模拟,分析了不同条件下孔口1～4m范围内的爆破应力波应力峰值,确定了4m浅孔深度下对于孔口部分爆破效果的改善效果最佳.在别斯库都克露天矿1
水电工程领域,开采的堆石坝级配料合格与否直接关系到大坝的填筑质量和坝体运行期的安全,需引起足够重视.以两河口水电站堆石坝开采为工程背景,开展了精确毫秒延时条件下孔间延迟时间对爆破级配影响的试验研究.首先从理论角度阐述了孔间延时对爆破块度影响的力学原理,进而结合料场开采设计了12种试验工况开展对比研究,从级配分布、不同粒径区间以及平均块度等多方面分析了孔间延迟时间对爆破块度影响特性,试验结果表明:不同的孔间延迟时间对爆破级配的影响明显,且孔间延迟时间对粒径的影响具有明显的分区特性,对于10 mm以下粒径,延
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在深凹露天矿,会使用运输成本较低廉的胶带运输系统.因此就需要在岩石台阶中,利用爆破综合技术,在围岩损伤最小的情况下,控制开凿出符合胶带破碎机安装边界的基坑空间,这一系列技术措施可以归纳为露天矿破碎站基坑控界爆破技术.将基坑爆破开挖设计为“一次预裂成型,分层控制爆破开挖”的总施工方案.并利用能够克服“尺寸效应”的1:1全尺寸模拟爆破设计,进行设计参数验证和优化.模拟爆破结果表明单耗为0.64 kg/m3时的炸药能量偏大,导致爆堆抛掷量大,预留岩壁受损严重,且预裂孔超前主爆孔100 ms起爆的延时设计效果不佳