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随着我国露天矿的不断开采,露天矿的开采境界不断扩大,导致爆破作业区离周边建筑物的距离越来越近,建筑物的速度响应幅值越来越大。当响应幅值超过临界值时,结构会产生一定程度的损伤破坏,所以需要对爆破地震波的自身特点和建筑物的动态响应规律等问题展开研究。以某水泥灰岩露天矿生产爆破为工程背景,首先对周边建筑物进行爆破振动监测,获取各测点的爆破地震波数据,并对主频进行统计分析。然后采用有限元软件ANSYS和LS-DYNA建立多层框架结构模型,对结构进行静态分析、模态分析和瞬态分析;改变输入地震波的参数,研究地震波三要素对多层框架结构的影响。最后分析了降低爆破震动的方法,并采用数值模拟的方法,研究了不同微差间隔时间条件下,质点振动速度变化规律。主要研究内容、研究方法及取得的研究成果包括以下几个部分:(1)设计爆破震动监测方案,并对爆破地震波信号的主频进行统计分析,研究爆破地震波主频的分布规律,结果表明:X方向主频集中在25Hz~30Hz,Y方向和Z方向的主振频率集中在20Hz~25Hz。(2)利用有限元软件ANSYS和LS-DYNA建立六层框架结构模型,对模型进行静态分析,得到框架结构的初始应力和位移。对模型进行模态分析,得到框架结构的前六阶振型和自振频率,其自振频率分别为2.988Hz、3.392Hz、3.7524Hz、9.4075Hz、10.472Hz、11.611Hz。对模型进行瞬态分析,模拟三向爆破地震波对框架结构的影响,模拟显示垂直竖向速度、位移远远大于水平径向和水平切向速度、位移,说明垂直竖向速度、位移对框架结构的破坏起主要作用,且速度和位移随着层数的增加而增加,呈现高程放大效应。(3)利用有限元软件LS-DYNA模拟单向爆破地震波(Y方向)对多层框架结构的影响,改变爆破地震波三要素,研究幅值、主频和持续时间对多层框架结构的影响。模拟显示结构速度响应幅值随着输入地震波幅值的增大而增大;当地震波的主频接近结构的第一自振频率时,结构响应幅值最大;改变地震波持续作用时间,结构处于弹性阶段,持续作用时间不会改变结构的响应幅值。(4)基于LS-DYNA软件对微差爆破间隔时间进行优化,研究表明当微差爆破间隔时间为20ms,合速度取得最小值0.2827cm/s。