爆破地震波及结构动力响应研究

来源 :同济大学土木工程学院 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:d_kong
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随着爆破技术的广泛应用,爆破工程引起的爆破地震效应越来越受到国内外学者的关注,相关研究已成为一个热点课题。本文基于广州某隧道爆破工程振动监测实测数据,分析了爆破地震波振动速度幅值衰减规律,讨论了爆破地震波的频谱特性及其影响因素,得到了主频衰减预测公式。在此基础上,研究了爆破地震波作用下不同类型结构的动力响应,比较了框架结构、框-剪结构、框-筒结构三种不同形式的高层结构在爆破地震波作用下动力响应的异同。通过本文的计算与分析,得到了以下初步结论:(1)爆破地震波频带较宽,主频相对稳定,因此可以用主频及主频域描述爆破地震波的频谱特性,此次爆破振动除个别奇异点外,主频域范围为34Hz~78Hz,主频主要集中在41Hz~73Hz之间。(2)爆破地震波主频随着测点距离的增加而降低,主频域往低频方向移动,且变窄;但是在爆破远区,距离对主频的影响不再明显。当炸药量增加时,同等距离测点的爆破地震强度增大,但地震主频率降低,主频域处于较低的频率范围。(3)利用传统的萨道夫斯基经验公式,对实测爆破地震波速度幅值进行了一元线性回归分析,得到了爆破振动速度幅值的衰减规律,但所得速度幅值衰减规律与现场实测值有较大差异。因此传统的萨道夫斯基经验公式有一定适用范围,在实际工程中应考虑实际条件。(4)结合现场实测数据,通过对实测振速波形的主频率进行回归分析,得到了现场爆破条件下L、V、T三个方向的主频率的预测公式,其公式与实测数据具有较好的线性相关性,而且所反映出的主频率的衰减规律和现场实测结果相吻合。(5)爆破地震波作用下的结构反应以水平振动为主。位移响应在结构顶层最大,随着楼层的降低,响应逐渐减小;速度响应和加速度响应沿楼层的分布在结构底层有较大突变,且最大值出现在结构底部区域。框架模型与框-筒模型的位移响应由自振频率控制,加速度响应由输入的爆破地震波主频控制,而速度响应受结构自身动力特性及爆破地震波激励两者的共同影响。
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