频率对爆破地震作用下结构的动力响应的影响研究

爆破地震波对结构体受振响应幅值的影响分析陶铁军;池恩安;张建华;黄楚原【摘要】结构体受振破坏程度与结构体的受振响应幅值成正比,为研究爆破地震波对结构体受振响应幅值的影响,建立了结构体受振响应的微分方程.通过方程推导分析表明:结构体受振响应的幅值不仅与爆破地震波的幅值和频率有关,还与爆破地震波的持续时间有关,结构体在爆破地震波的激励作用下,要想达到稳态的强迫振动需要一个过渡时间段,在这个时间段内,结构体的受振响应幅值随着爆破地震波持续时间的增加而增大.实际工程中应考虑爆破地震波持续时间对结构体受振响应幅值的影响.【期刊名称】《爆破》【年(卷),期】2015(032)003【总页数】5页(P114-117,171)【关键词】爆破地震波;响应幅值;振动频率;持续时间【作者】陶铁军;池恩安;张建华;黄楚原【作者单位】贵州新联爆破工程集团有限公司,贵阳550002;武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉430070;贵州新联爆破工程集团有限公司,贵阳550002;武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉430070;武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TD235.3爆破地震波对结构体受振响应幅值的影响分析陶铁军1，2，池恩安1，张建华2，黄楚原2(1.贵州新联爆破工程集团有限公司，贵阳550002; 2.武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉430070)摘要:结构体受振破坏程度与结构体的受振响应幅值成正比，为研究爆破地震波对结构体受振响应幅值的影响，建立了结构体受振响应的微分方程。

通过方程推导分析表明:结构体受振响应的幅值不仅与爆破地震波的幅值和频率有关，还与爆破地震波的持续时间有关，结构体在爆破地震波的激励作用下，要想达到稳态的强迫振动需要一个过渡时间段，在这个时间段内，结构体的受振响应幅值随着爆破地震波持续时间的增加而增大。

实际工程中应考虑爆破地震波持续时间对结构体受振响应幅值的影响。

关 于 爆 破 地 震 效 应 影 响 因 素 的 研 究李玉江 燕永峰 张秋华摘 要 :根据国内外对爆破震动效应的研究状况 ,围绕爆破震动三大要素 ,分析总结了影响爆破地震效应的诸多因素 ,从 而为爆破震动防灾减灾工程做出明确的科学指导 ,便于爆破控制 。

关键词 :爆破震动 ,爆破因素 ,爆破控制 ,爆破 中图分类号 : TU973 . 31文献标识码 :A性较好 ,且震速与岩土性质有较稳定的关系 ,而质点振动位移及1 概述与天然地震相比 ,爆破地震的震源及爆破施工过程是人为进 行的 ,在药量和爆源位臵已知的情况下 ,人们可以根据周围的环 境条件 ,通过严格的设计 ,改变起爆方式和采取一定的技术措施 对爆破震动强度进行预测和控制 ,达到避免或减少爆破震动危害 的目的 。

为了更好的了解爆破的作用机理及更直接有效的实施爆破控制 ,提出了影响爆破震动效应的影响因素 。

2 影响爆破地震效应的因素2 . 1 三大要素对地震效应的影响 2 . 1 . 1 震动速度 大量的现场试验表明 ,爆破震动强度与质点震速大小的相关 1加速度都不具有这种关系 。

然而速度矢量在空间坐标中有三 个方向 (垂直方向 、水平径向和水平切向) ,采用哪一个方向上的 震速在爆破研究中一直是一个热点话题 。

目前国际上采用最普 遍的是用质点的垂直振动速度作为衡量爆破震动强度的标准 ,但 是这并不能全面的反映爆破结构破坏的实质 。

2 . 1 . 2 震动主频结构体对于介质中传来的地震波具有选择放大作用 ,这种作用主要表现在爆破地震中与结构体固有周期相近的谐波分量放 大最多 ,使该波引起的震动最为激烈 。

即爆破震动的卓越周期与该结构体的固有周期一致时 ,将产生共振 ,使结构体的振幅大大增加 。

此计算焊缝承载力) N max = σmax ×b ×h = 827. 44 kN ;正面角焊缝 误是造成计算结果错误的关键之一 ,因此 ,审查时要注意审查是 否有漏算荷载的现象 。

桥梁结构的动力响应与地震防护研究桥梁结构的动力响应与地震防护研究在工程领域中具有重要意义。

随着现代城市化进程的加速和交通运输需求的增长，桥梁作为城市交通的重要组成部分，其安全性和抗震性能的研究越来越受到关注。

桥梁结构的动力响应是指在地震作用下，桥梁结构所产生的振动响应。

地震是一种破坏性的自然灾害，其对桥梁结构的冲击力往往是巨大的。

因此，研究桥梁结构的动力响应，可以帮助工程师更好地了解桥梁结构在地震中的表现，从而提出相应的防护措施。

桥梁结构的动力响应研究主要包括以下几个方面：1. 动力特性分析：通过建立桥梁结构的数学模型，分析其固有频率、振型和阻尼等动力特性。

这些特性决定了桥梁结构在地震中的响应。

2. 地震波分析：通过研究地震波的传播规律和特性，分析地震波对桥梁结构的作用。

地震波的频率、振幅和持续时间等参数对桥梁结构的响应有着重要影响。

3. 动力响应分析：通过将桥梁结构与地震波耦合，模拟桥梁结构在地震中的振动响应。

通过分析桥梁结构的位移、加速度、应力等参数，评估桥梁结构的抗震性能。

4. 结构优化设计：通过分析桥梁结构的动力响应，优化结构的设计方案，提高桥梁结构的抗震性能。

例如，采用抗震支座、减震装置、加固措施等技术手段，提高桥梁结构的抗震能力。

在桥梁结构的地震防护研究中，还需要考虑以下几个方面：1. 抗震设计准则：根据地震区域的震级和地质条件，制定相应的抗震设计准则。

这些准则包括桥梁结构的抗震设计参数、地震动力学分析方法和抗震设防水平等。

2. 抗震设防措施：根据抗震设计准则，采取相应的抗震设防措施。

这些措施包括选用适当的材料、采用合理的结构形式、设置抗震支座和减震装置等。

3. 抗震监测与评估：对已建成的桥梁结构进行抗震监测和评估，及时发现结构存在的问题并采取相应的修复和加固措施。

同时，对新建桥梁结构进行抗震评估，确保其满足设计要求。

4. 抗震教育与宣传：加强对公众和工程师的抗震教育与宣传，提高抗震意识和抗震能力。

爆破振动荷载作用下建（构）筑物的动力响应规律研究
爆破技术以其高效、经济的优点被普遍地用于各个领域,但所带来的负面效应也多,其中最为严重的是振动效应。

爆破振动波传播到附近建(构)筑物后,会起建(构)筑物的位移、速度及应力等发生变化,带来一定的安全隐患。

因此有必要对爆破振动荷载作用下建(构)筑物的位移、速度响应规律进行深入的研究。

本文先对爆破振动波的形成、参数以及影响因素等方面进行全面的分析。

然后再从建(构)筑物的结构特性入手,对爆破振动荷载作用下建(构)筑物发生共振的现象进行了理论分析,推导了单、多自由度体系建(构)筑物在爆破振动荷载作用下的振动方程,通过简化爆破振动荷载,获得了建(构)筑物的位移、速度曲线。

以广东陆丰核电站的爆破开挖为工程背景,利用大型有限元软件
ANSYS/LS-DYNA建立灯塔模型,分析灯塔在爆破振动荷载作用下的位移、速度响应规律。

数值分析表明,在单次爆破振动荷载作用下,灯塔在垂直向的位移、速度响应均大于水平向;多次循环爆破下,当爆破振动荷载较小时,灯塔不会遭到破坏,而爆破振动荷载达到一定值后,灯塔会遭到破坏。

结合数值计算和爆破安全规程中的标准,提出在灯塔附近爆破时,灯塔的最大振动速度不超过V=4cm/s。

现场监测数据表明,灯塔垂直向振动速度大于水平径向和切向,随灯塔测点的增高,振动速度增大,而振动频率有减小趋势。

通过对现场监测数据分析,获得了爆破振动波的衰减公式和主频分布,提出了一些降振措施并用于现场实践,取得了良好的降振效果。

同时,监测数据表明,爆破引起的灯塔最大振动速度未超过V(28)0.4 cm/s的安全值,灯塔未发生破坏。

爆破地震波主频率的试验研究近年来，随着科技的发展，用爆破的方式激发地震波的应用得到越来越多的关注。

为了深入了解爆破激发的地震波的特征，本文针对爆破激发的地震波的特征中的主频的探讨和研究，通过实验数据和分析，尽可能系统地揭示出来爆破地震波的主频率，让科技界了解到更多这方面的知识，便于进一步发展。

首先，本文首先介绍了爆破激发的地震波的特征。

爆破激发的地震波的特征，主要表现为它的波形和频谱特性以及其他的一些特性。

其中，波形特性又体现为波形参数，振幅、周期都是其中的重要表现。

而频谱特性主要表现为波形中的一些特征频率，如低频、中频、高频等，以及频谱的峰值频率等，这也是研究爆破激发的地震波的特征中最重要的一部分。

接着，本文对爆破激发的地震波主频率进行了实验。

实验采用了爆破试验爆管、压力传感器及地震仪来进行实验，在一定的参数下，捕获爆管爆炸激发的地震波的数据，并经过一定的分析，研究爆破激发的地震波的主频率。

最后，根据实验结果，本文作者对爆破激发的地震波的主频率作出了讨论，其中主要是振幅和频率之间的关系，也就是振幅随着频率的增大而增大，但在某一个频率上又存在抑制现象，也就是振幅在某一个频率上得到抑制。

此外，还分析了频率随着爆破品质的变化所带来的变化，以及爆破激发的地震波的最大频率与爆破参数之间的关系。

综上所述，本文作者就爆破激发的地震波的主频率特征进行了实验及分析，系统地研究了振幅的变化规律、频率的变化规律与抑制现象、爆破品质对频率的影响以及爆破激发的地震波的最大频率与爆破参数之间的关系，尽可能地揭示出爆破地震波的主频率，使科技界了解到更多关于这方面的知识，促进这方面的研究与发展。

本文的结论是，爆破激发的地震波的主频率的变化取决于爆破参数以及爆破品质，振幅随着频率的增大而增大，但在某一个频率上又存在抑制现象，爆破激发的地震波的最大频率与爆破参数有着一定的关系。

研究发现了爆破激发的地震波的主频率，为我们更深入地理解地震波提供了参考，有助于我们进一步发展爆破激发的地震波的研究。

爆破地震作用下单层砖混结构房屋振动响应规律研究
随着经济的快速发展和工程需求增加,爆破技术在矿山等领域应用愈加广泛,但爆破施工引起的负面效应长久以来难以消除,这也是爆破地震研究领域的重点和难点,其中对于当前矿区普遍存在的单层砖混结构房屋的爆破地震响应及特征规律研究较少。

以唐山市某铁矿露天采场北侧一处单层砖混房屋为对象进行爆破振动监测,结果表明:房屋位置的振动强度均小于安全允许值,且当结构点与地基础主频比接近1时结构的动力反应越明显,各测点PPV(质点峰值振速)显示:沿窗下带水平三测点水平切向、径向和竖向方向差异明显;后山墙沿框架四测点三向PPV在窗角两测点呈现奇异;前山墙沿框架柱三测点三向PPV呈线性增大。

对房屋和地基础四测点水平径向的振速信号做尺度为10分解和重构,发现随结构点高度增加频域内信号能量以23.44Hz分界各频带能量比例出现不同程度增减。

依据环境激励的模态参数识别理论,采用HHT(希尔伯特-黄变换)方法对振速响应信号作经验模态分解得到地基础和房屋的多阶共振模态,根据各阶模态分量的频谱识别其多阶固有频率。

简化房屋附件得到几何模型并构建有限元结构模型,基于多阶固有频率构造振速1.5cm/s的不同频率(5Hz、10Hz、25Hz、50Hz)谐波,对结构模型分别进行实测波持续2s和构造谐波持续半周期的三向加载,分析实测爆破地震波和构造谐波作用下该单层砖混房屋的振速、位移、应力分布规律及时程响应特征,结合监测的房屋各结构响应特征,提出该类型房屋上窗角、窗上带先发生超越破坏。

图77幅;表11个;参102篇。

爆破地震波作用下连续刚构桥的动力响应研究的开题报告一、选题背景和研究意义近年来，恐怖袭击、矿山爆炸、地震等自然灾害和人为事故频繁发生，对桥梁、隧道等重要工程结构的安全性提出了更高的要求。

其中，地震对桥梁的影响尤为显著。

在地震作用下，桥梁结构受到的地震波会引起振动，从而引发建筑物的裂缝、倒塌等事故。

因此，通过分析桥梁结构在地震波作用下的动力响应规律，提高桥梁的抗震能力，具有重要的工程实践意义。

连续刚构桥是一种常见的桥梁结构形式，其具有刚性强、稳定性好等优点，在实际工程中应用广泛。

然而，由于其刚度较高，连续刚构桥在地震作用下的响应特性较为复杂，研究成果相对较少。

因此，对连续刚构桥在地震作用下的动力响应进行深入研究，对于提高其抗震能力，减少地震灾害具有重要的意义。

二、研究内容和方法本研究拟选取某典型连续刚构桥为研究对象，通过建立数学模型，分析该桥在不同地震波作用下的动力响应规律，采用有限元方法模拟其结构的受力情况。

其中，主要研究内容包括：1. 确定地震波的参数和作用方式，包括地震波的最大加速度、持续时间等因素，以及地震波的峰值加速度、频率等影响桥梁响应的因素。

2. 建立连续刚构桥的数学模型，采用有限元方法对其进行数值模拟。

3. 通过数值计算，分析不同地震波作用下连续刚构桥的动力响应规律，包括位移、加速度、应力、应变等参数的变化情况。

4. 对比分析不同地震波参数和作用方式对连续刚构桥动力响应的影响，在此基础上提出相应的抗震措施，为类似工程提供一定的参考和指导。

三、预期成果和应用价值本研究的预期成果包括：1. 确定了地震波参数和作用方式对连续刚构桥动力响应的影响规律。

2. 揭示了连续刚构桥在地震波作用下的动力响应特性，认识到该结构在地震波作用下的易损特性和脆弱性。

3. 提出了一些有效的抗震方法和措施，为类似工程的设计和施工提供了可靠的理论基础和技术支持。

四、研究计划本研究计划分为以下几个阶段：1. 初期准备阶段：查阅相关文献，了解国内外研究现状和发展趋势，确定研究内容和方法，并撰写开题报告。

爆破地震波主频率的试验研究近年来，由于工程爆破范围及规模的扩大，对爆破产生的地震波的影响日趋重要。

因此，对地震波的主频率的研究受到了越来越多的关注，尤其是众多的实验研究。

本文的目的在于，通过对实验室中3种不同类型爆破（顶板爆破、坡度爆破和爆破放炮）的地震波的实验研究，以获取相应的主频率，来对这类爆破的影响进行研究，为实际应用提供可靠的技术支持。

本实验室采用了三种不同类型的爆破，分别是顶板爆破、坡度爆破以及爆破放炮。

每种爆破均以淬火钢为实验介质，利用计算机控制爆破，以高效率地获取相应结果。

此外，爆破不仅可以获取地震波主频率，还可以获得相应的波形特征和振动参数，进一步揭示地震波的特征和行为。

本实验中，通过爆破放炮的实验，发现了地震波的主频率范围为0.1~3Hz，且存在较大的谐波频率，其所占比例较大，表明爆破效果良好；爆破参数对地震波的影响较大，其中爆破能量对地震波的主频率影响较大；爆破效果不仅受爆破能量影响，而且受静息应力和爆破贮存应力影响较大。

同时，坡度爆破实验发现，随着坡度的增加，地震波的主频率减小，并伴有谐波的出现，且谐波的能量比例明显增加，表明坡度对爆破效果有重要影响；同时，随着爆破能量增加，主频率伴随增加，谐波明显减少，表明爆破能量对坡度爆破效果也有较大的影响。

最后，顶板爆破实验发现，顶板爆破产生的主频率较低，且存在较大的谐波干扰，表明爆破效果一般；爆破参数对地震波的影响较大，其中爆破能量对地震波的主频率影响最大，随爆破能量的增加，顶板爆破的主频率明显增大，表明爆破能量对顶板爆破效果也有较大的影响。

同时，顶板爆破的振动参数一般较低，其原因在于顶板爆破的爆破能量较低，爆破效果不够显著。

综上所述，本研究基于三种不同类型的爆破（顶板爆破、坡度爆破和爆破放炮），通过实验研究获取不同爆破参数下地震波主频率以及对应的波形特征以及振动参数，从而获取了不同爆破方式及爆破参数对地震波的影响结果，为实际工程应用提供可靠的技术支持。