国家自然科学基金(51278042)
- 作品数：12 被引量：137H指数：7
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- 相关机构：北京交通大学北京市政建设集团有限责任公司北京市市政一建设工程有限责任公司更多>>
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- 相关领域：建筑科学交通运输工程矿业工程更多>>
- 复杂环境下隧道爆破施工控制技术被引量：16
- 2017年
- 随着隧道建设的日益增多,由于环境的限制,出现了许多复杂环境下的隧道工程。为确保复杂环境下隧道的爆破施工安全,结合隧道的建设,对隧道爆破近区振动进行测试研究,揭示隧道爆破近区围岩振动规律,用以指导隧道爆破施工。为了降低隧道爆破振动,进行了隧道电子雷管爆破降振试验、隧道电子雷管和导爆管雷管联合降振试验,电子雷管爆破产生的振动比导爆管雷管产生的振动降低70%,并给出了适用于不同隧道围岩的隧道电子雷管爆破关键参数。研究并给出了隧道施工中广泛使用的喷射混凝土和砂浆锚杆在隧道爆破施工中的安全振动标准,同时也研究了隧道无支护条件下的安全振动标准,基于爆破近区振动传播规律,给出了隧道爆破施工时的具体措施。
- 傅洪贤孔恒吴进科
- 关键词：隧道施工爆破复杂环境控制技术
- 近距离下穿既有盾构隧道的隧道钻爆降振技术研究被引量：6
- 2021年
- 以广深港客运专线益田路隧道为工程背景,对爆破作用下既有盾构隧道管片的振动响应进行研究。结合应力波理论计算了盾构隧道管片的爆破振动速度安全允许值,并利用现场数据进行验证;结合既有隧道的现场监测数据,分析了管片的振动速度变化规律,提出了减振措施和优化爆破方案,确保既有盾构隧道的运营安全。结果表明:爆破施工过程中,既有隧道衬砌管片最大振速达到7.19 cm/s,小于计算的9 cm/s安全允许振动速度,管片接缝无损伤,计算的衬砌管片安全允许振动速度可为类似工程提供参考;钻爆法近距离下穿既有盾构隧道时,采用电子雷管起爆技术,并结合适当的减振措施,可以有效降低既有隧道衬砌管片的爆破振动速度,确保结构安全稳定。
- 高宇璠傅洪贤
- 关键词：隧道爆破衬砌管片
- 小间距隧道钻爆施工开挖工序研究被引量：7
- 2017年
- 采用钻爆法修建小间距隧道时,后行隧道爆破施工将对先行隧道结构产生振动,影响先行隧道的安全性。以北京怀柔区头道穴小间距隧道为工程背景,采用ANSYS软件建立二维数值计算模型,并结合现场监测数据完善计算模型,研究了4种不同施工工序时后行隧道对先行隧道结构产生的振动影响,得出先行隧道迎爆侧边墙受到的振动最大,拱脚处和轮廓线不连续处出现应力集中;因此规定施工中最大段药量不能超过32kg,且先行隧道的下台阶开挖掌子面不宜超越后行隧道上台阶掌子面。若有进度要求,先行隧道宜先开挖左下台阶,以达到保护先行隧道安全的目的。
- 吴进科孔恒傅洪贤刘琨刘同良刘羽
- 关键词：小间距隧道爆破施工动力响应开挖工序
- 基于OMA试验模态参数的砌体结构有限元建模及修正被引量：10
- 2014年
- 依托重庆新红岩隧道工程，选典型2层砌体结构进行隧道施工爆破振动激励的OMA试验，采用等效体积单元法建立能准确反映砌体结构真实动力特性的有限元模型；探讨砌体用不同材料模型所得分析频率与实测频率误差及二者振型相关性；据OMA试验模态参数，基于砌体与混凝土材料参数的结构固有频率灵敏度分析，选择合适的修正参数进行有限元模型修正研究。结果表明，二层砌体结构前4阶固有频率位于9～25 Hz；较用各向同性模型而言，砌体采用各向异性模型时计算所得前4阶频率与实测频率值更接近，振型相关性更好；修正有限元模型中材料密度、弹性模量、剪切模量后频率与实测频率间误差明显减小，结构模型动力特性更符合实际，正交各向异性材料模型修正最准确。
- 管晓明傅洪贤王梦恕崔堃鹏林凡涛
- 关键词：模态试验正交各向异性等效体积单元
- 铁路隧道近距下穿地铁隧道的微振爆破技术被引量：9
- 2019年
- 研究目的:隧道超近距下穿运营地铁隧道时,通常采用机械施工。本文基于目前最先进的起爆器材--电子雷管,采用隧道电子雷管单孔连续起爆降振技术,利用无线爆破振动监测设备测试每次爆破产生的振动,优化爆破参数和减振措施,确保运营地铁隧道和列车内人员的安全,形成超近距下穿运营地铁隧道的微振爆破技术。研究结论:(1)超近接隧道修建时,可以采用微振爆破技术,根据保护目标的要求,可适当增加减振措施;(2)采用微振爆破技术,在施工效率和经济成本方面优于机械施工;(3)掏槽区设置减振孔的减振效果明显,减振效果与减振孔孔径大小和数量有关;(4)目前的爆破振动规律或计算公式并不适合近接隧道的爆破振动控制,这种情况下建议:每炮均测试爆破振动,然后调整爆破参数满足控制标准;(5)本研究成果可为近接隧道施工提供参考。
- 傅洪贤赵继罡高宇璠
- 关键词：隧道微振爆破振动控制
- 基于OMA隧道爆破振动下砌体结构的安全评价
- 2017年
- 以成渝客运专线新红岩隧道上方二层砌体结构为例,采用OMA(运行模态分析)方法研究了砌体结构在隧道爆破引起的地面振动作用下的安全性。结果表明:采用电子雷管爆破相比非电雷管能够有效降低地面振速,峰值振速最多降低约67%;二层砌体结构前4阶固有频率位于9~25Hz,有限元模型修正后其固有频率与实验值的误差明显减小,使其更加符合实际;非线性动力分析表明砌体结构门、窗的角部、砌体与混凝土材料的交界处及底层主应力集中程度高,但砌体的主压应力和主拉应力均小于规范值,表明砌体在爆破振动作用下是安全的,而且电子雷管更适用于结构安全性要求高的隧道爆破;现场调研发现砌体楼房在隧道爆破振动下没有发生损伤,表明基于OMA方法进行隧道爆破振动下砌体结构的安全评价是可行的。
- 曹杨管晓明王旭春李伟
- 关键词：OMA浅埋隧道爆破振动砌体结构模型修正安全评价
- 隧道爆破振动下砌体结构局部动力反应研究被引量：5
- 2017年
- 文章依托成渝客专新红岩隧道爆破工程,选取典型实测爆破地震波和典型二层砌体结构,分析了砌体结构的低阶整体模态和高阶局部模态,采用振型位移叠加法理论分析了隧道爆破振动下结构的位移和应力反应特征,研究了不同峰值振速下砌体砖墙的主拉应力分布及变化规律。结果表明:典型二层砌体结构1~5阶为低阶整体模态,固有频率为8.80~24.86 Hz,振型为整体均匀变形;6~20阶为高阶局部密集模态,固有频率为25.96~36.14 Hz,局部变形显著大于整体变形;高频的隧道爆破振动引起的结构位移很小,而局部构件上的内力要比位移大得多,这是因为结构内力计算中的振型幅值向量乘以了振型频率的平方;隧道爆破振动下结构的动力损伤主要由瞬时产生的高应力控制,而不是位移;砖墙的门、窗洞角处及砖墙与混凝土构件接触的应力集中部位和女儿墙、侧墙、中隔墙、阳台等局部构件振动较大的部位受拉应力较大,在隧道爆破振动下容易产生损伤。
- 管晓明傅洪贤王梦恕郭彩霞刘琨刘同良
- 关键词：隧道爆破高频振动砌体结构动力反应
- 隧道竖向爆破振动下二层砌体房屋动力反应被引量：6
- 2015年
- 以成渝高铁新红岩隧道工程为例,测试采用非电雷管和电子雷管爆破时的振动波并对比分析爆破地震波特性;选择一栋二层砌体房屋,建立砌体结构有限元模型,分析不同峰值振速下结构的位移、砌体不同局部构件上的主拉应力特征。结果表明:采用电子雷管相比非电雷管爆破能够有效降低峰值振速;砌体结构的位移从下往上逐渐增大,二层前端女儿墙的位移最大,峰值振速6.0cm/s时女儿墙位移为2.30mm,层间位移角为1/3044,层间位移角限制不适用于爆破振动下房屋安全评价;在高频爆破振动下,结构损伤主要受到应力控制,而不是位移;房屋的门角、女儿墙和中隔墙上的应力水平较高,纵墙上的主拉应力水平最低;隧道爆破振动下,门角等应力集中部位是结构最容易损伤的部位,其次女儿墙和中隔墙在峰值振速较大时也会发生损伤,纵墙不会发生损伤。
- 孔大庆管晓明傅洪贤
- 关键词：爆破振动砌体结构动力反应应力
- 小净距隧道钻爆施工中夹岩振动规律研究及应用被引量：10
- 2020年
- 明确小净距隧道中夹岩内部爆破振动特征有助于更好地保障施工安全和隧道稳定。基于大量现场中夹岩爆破试验,研究爆破近远区振动速度的主要影响因素和振动频率的演变,以及不同炮孔在不同区域的爆破振动规律,并结合案例分析推导出确保长城安全的最大允许装药量。研究表明:以SD=3.5为爆破近远区分界线,SD≤3.5时为爆破近区,SD>3.5时为爆破远区,近远区中夹岩内部最大振动速度分别由周边孔、掏槽孔爆破产生;爆破远区中夹岩中心部位的PPV值比两侧的PPV值大,衰减速率最低;隧道表面的振动速度大于中夹岩内部,且衰减速率更快;随着SD的增大,掌子面前方PPV值大于掌子面后方PPV值的现象逐渐消失,中夹岩内部振动主频整体呈"L"形下降趋势;以掌子面前后方的回归公式为基础提出的长城安全装药量与距离的关系可以较好的指导爆破施工,爆破振动不会对长城造成损伤。
- 高宇璠傅洪贤季相臣荣幸叶志超孟照威
- 关键词：隧道工程小净距隧道钻爆施工爆破振动
- 隧道近距下穿山坡楼房爆破振动测试研究被引量：66
- 2014年
- 以成渝客运专线新红岩隧道为工程背景,测试了隧道近距下穿山坡楼房爆破时引起的地面振动。通过对隧道浅埋侧(隧道地表斜坡下部)和深埋侧(隧道地表斜坡上部)的地表振动数据分析,研究了地表的振动速度、振动主频及振动安全评价方法。结果表明:在浅埋隧道爆破的近区,入射纵波为主要载体,地表水平和竖直方向振动的主要成分可以认为是入射纵波在水平和竖直方向的投影,浅埋侧和深埋侧地表水平和竖直方向振速的大小取决于爆心距和入射纵波与竖直方向的夹角两个因素;隧道采用电子雷管进行单孔连续起爆,相比非电雷管爆破,可以有效降低地表振动强度,同时能够提高地表振动主频;地表振动主频方面,地表竖直方向振动主频普遍高于水平方向,而且浅埋侧地表竖直和水平方向主频大多高于深埋侧地表对应方向的主频;隧道近距下穿山坡楼房进行爆破施工时,建议在浅埋侧和深埋侧地表同时布置爆破振动监测测点,并根据浅埋侧和深埋侧地表测点的峰值振速、爆破振动主频与建筑物固有频率的关系对地表振动安全进行评价,以减少隧道施工爆破对地表环境和周围建筑物造成的振动破坏。
- 管晓明傅洪贤王梦恕
- 关键词：浅埋隧道下穿建筑物电子雷管
