在水电站扩建工程中,常需在原有建筑物附近进行爆破作业。爆破开挖过程中,会带来了一定的负面效应,特别是对周围原有建筑物和机电设备的产生一定的安全影响。国内外的一些扩建工程采取的控制措施和标准不尽相同,由于建筑物和各种设备的抗震能力和破坏机制也不相同,因此不能简单的用振动速度作为安全控制标准。在爆破荷载作用下,水电站厂房及其机电设备的安全性是一个必须引起重视的问题。针对以上所提出的问题,本文的主要工作包括以下两个方面:(1)在爆破荷载下水电站厂房响应的数值模拟计算方面,目前的研究工作大多是使用二维有限元数值计算方法,而LS-DYNA3D大型有限元系统为解决三维非线性问题提供了可能。本文采用三维动力有限元方法,进行了数值建模分析,计算出在不同爆破方式和不同爆破部位时产生的爆破振动荷载下,水电站厂房的发电机层和中控室的震动响应,并将它们与实际爆破施工相比较,结果表明,该方法具有较好的正确性和可行性。(2)在考虑爆破震动的不确定性与设备材料强度的不确定性的基础上,运用概率模型,对设备的抗震可靠性进行计算。将设备在爆破震动中的破坏程度加以数量化,即以设备抗震可靠性指标和设备的超标概率反映设备的抗震安全性。通过计算和比较,得出以下几点认识:(1)水电站厂房的爆破安全控制标准主要是由厂房内的机电设备的抗震性能决定的。(2)隔震措施对机电设备的安全性有重要的意义。(3)超标速度的离散性与设备系统超标概率有一定的关系,超标速度的离散性越大则超标概率越大。(4)设备系统的自振频率对设备系统的可靠性有重要的影响,设备自振频率与基础爆破震动波频率的比值越小则超标概率越小。