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水下钻孔爆破水不耦合装药的减振效应研究

中国矿业 2024年第8期33卷 192-200页

作者：农志祥叶风明陈永佳张政梁云王尹军广西新港湾工程有限公司广西南宁530200 广西新港湾水下爆炸技术与应用广西院士工作站广西南宁530200 广西壮族自治区水下破岩工程研究中心广西南宁530200 北京北矿亿博科技有限责任公司北京100160

为了研究水不耦合装药爆破在水下爆破中的减振效应,以减少对邻近建筑物等被保护对象的危害,分别采用理论推导和现场试验方法,研究了水不耦合装药爆破振动的衰减规律。在理论推导中,根据牛顿第三定律、介质连续条件和波的动量守恒定律,... 详细信息

为了研究水不耦合装药爆破在水下爆破中的减振效应,以减少对邻近建筑物等被保护对象的危害,分别采用理论推导和现场试验方法,研究了水不耦合装药爆破振动的衰减规律。在理论推导中,根据牛顿第三定律、介质连续条件和波的动量守恒定律,通过计算波阻抗比,分别推导了水不耦合装药爆破和耦合装药爆破两种情况下,炸药爆炸冲击波在水体和岩体之间反射、透射之后的质点振动速度,得出水不耦合装药爆破爆炸冲击波传入岩体内的质点振动速度衰减率。计算结果表明,水不耦合装药爆破炸药爆炸冲击波经水体传入岩体后,岩体质点振动速度仅为炸药质点振动速度的3.8%;与耦合装药爆破相比,岩石质点振动速度减少93.10%。现场实验结果表明,综合采取水不耦合装药、逐孔起爆、精确限定单孔装药量和一次起爆最大装药量,以及其他减震措施,基于实测的爆破振动数据,动态优化调整爆破参数,减少了爆破振动和水中冲击波对被保护物的危害,保障了爆破质量和工程进度。无论是理论推导还是现场试验,均表明水不耦合装药爆破在水下爆破中具有明显的减振作用,计算得出的质点振动速度衰减率具有理论指导意义,而在现场试验获得的实际效果,为水下爆破工程的振动控制,提供了实践经验和借鉴,并形成了一套水下钻孔水不耦合装药爆破技术施工工艺。

关键词：水下钻孔爆破水不耦合装药复杂工况爆破振动减振效应

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调液阻尼器减振效应研究的综述和展望

重庆建筑大学学报 2006年第4期28卷 132-137页

作者：刘立平李英民韩军吕辉重庆大学土木工程学院

调频液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,简称TLD)作为一种被动耗能减振装置,近年来在结构减振中得到应用。从减振原理、影响因素、分析方法、设计方法等方面对TLD近年来所取得的成果进行了总结,并探讨了TLD研究的发展趋势,指出TLD数值仿... 详细信息

调频液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,简称TLD)作为一种被动耗能减振装置,近年来在结构减振中得到应用。从减振原理、影响因素、分析方法、设计方法等方面对TLD近年来所取得的成果进行了总结,并探讨了TLD研究的发展趋势,指出TLD数值仿真技术、非线性分析、可控TLD研究和开发、地震下的减振效应以及TLD-结构设计方法将是下一步的研究重点。

关键词：调液阻尼器 TLD 减振效应

定心型挤压油膜阻尼器在航空发动机中的减振效应

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机械科学与技术 1997年第4期16卷 658-661页

作者：杨海燕任平珍徐凌志赵明西北工业大学

以某型具有定心型挤压油膜阻尼器（ＳｑｕｅｅｚｅＦｉｌｍＤａｍｐｅｒ，ＳＦＤ）和锥齿轮啮合的发动机转子系统为对象，研究了定心型ＳＦＤ对发动机转子系统的减振作用，提出了分析ＳＦＤ对发动机减振作用应包含的内容和分析方法。同... 详细信息

以某型具有定心型挤压油膜阻尼器（ＳｑｕｅｅｚｅＦｉｌｍＤａｍｐｅｒ，ＳＦＤ）和锥齿轮啮合的发动机转子系统为对象，研究了定心型ＳＦＤ对发动机转子系统的减振作用，提出了分析ＳＦＤ对发动机减振作用应包含的内容和分析方法。同时，在支承刚度对该机减振效应有影响方面也进行了讨论。

关键词：挤压油膜阻尼器航空发动机减振效应

减振沟对爆破振动加速度峰值减振效应的试验研究

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工程爆破 2010年第2期16卷 76-78,90页

作者：郭涛毛益明杨力沈蔚解放军理工大学工程兵工程学院南京210007

通过对减振沟开挖前后两个阶段爆破振动加速度峰值的监测,采用回归分析的方法,得到两种情况下的萨道夫斯基经验公式。通过对比分析的方法,得到减振沟对振动加速度峰值的减振规律。结果表明,合理的开挖减振沟可有效地降低爆破振动加速度... 详细信息

通过对减振沟开挖前后两个阶段爆破振动加速度峰值的监测,采用回归分析的方法,得到两种情况下的萨道夫斯基经验公式。通过对比分析的方法,得到减振沟对振动加速度峰值的减振规律。结果表明,合理的开挖减振沟可有效地降低爆破振动加速度峰值。

关键词：减振沟爆破振动加速度峰值减振效应

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基于模型试验的减振沟减振效应灰关联度分析

煤矿安全 2020年第1期51卷 64-68,74页

作者：段宝福公伟增张雪伟沈世占孙克斌山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590

为了研究爆破地震波传播过程中减振沟的减振规律,以实际工程为背景进行室内减振沟相似模型试验,通过控制减振沟的深度、宽度、长度和相对位置等参数,研究减振沟参数变化时的减振规律。运用灰色绝对关联度法确定减振沟参数对减振效果影... 详细信息

为了研究爆破地震波传播过程中减振沟的减振规律,以实际工程为背景进行室内减振沟相似模型试验,通过控制减振沟的深度、宽度、长度和相对位置等参数,研究减振沟参数变化时的减振规律。运用灰色绝对关联度法确定减振沟参数对减振效果影响的主次关系,通过分析各变量对测点振速峰值影响的相关程度得出:爆心距和爆源深度为影响爆破振动效应的关键因素,减振沟其他参数一定时,爆心距越小或者爆源越浅,减振沟的减振效应越明显。对确定的爆破施工,减振沟的深度为准优因素,增加减振沟的深度可有效的提高减振效应。

关键词：爆破振动减振沟尺寸减振沟位置相似模型试验减振效应灰关联分析

十字减振沟对压路机诱发环境振动的减振效应研究

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十字减振沟对压路机诱发环境振动的减振效应研究

作者：冯晋昊重庆交通大学

学位级别：硕士

随着城市化的发展,人口密集区域的公路网已趋于饱和,为满足人们日益增长的交通需求,城市道路改建与扩建已成为当务之急。振动压路机作为道路改扩建施工中必不可少的机械,在压实路基时产生的环境振动问题已备受关注。因此,为了揭示振动... 详细信息

随着城市化的发展,人口密集区域的公路网已趋于饱和,为满足人们日益增长的交通需求,城市道路改建与扩建已成为当务之急。振动压路机作为道路改扩建施工中必不可少的机械,在压实路基时产生的环境振动问题已备受关注。因此,为了揭示振动压路机诱发环境振动的传播特征,本文基于振动轮-路基耦合动力学模型,构建振动压路机-路基-地基土有限元模型,分析了振动压路机引发振动波的传播规律及衰减特性,确定了压路机诱发环境振动最佳隔振区间。为明确周期十字减振沟的带隙特性及减振效应,通过数值模拟计算表面波能带结构,分析表面波带隙形成机制,讨论了周期十字减振沟的设计参数对于完全带隙宽度的影响;进而搭建十字减振沟振动实验平台,分析验证了十字减振沟的减振效应;进一步通过数值模拟建立振动压路机-十字减振沟-路基数值模型,探讨了在压路机振动作用下十字减振沟的减振效应以及在不同工况下的减振效果。本文主要研究结论如下:(1)压路机诱发环境振动频率主要分布在0-30 Hz之间;振动压路机诱发环境振动的传播距离x与加速度幅值y符合y=Ae函数衰减模型,与频率幅值y符合y=Ae+C的衰减模型;中软地基土大于软弱地基土的振动响应,中软地基土对于振动的衰减程度小于软弱地基土的衰减程度;中软地基土会引起更多的高频振动;随着地基土质硬度的增加振动轮与土体共振频率也会增加,软弱地基土的共振频率为4.04 Hz,中软地基土的共振频率为22.55 Hz。(2)对于压路机诱发环境振动的表面波隔振,十字减振沟结构参数选取周期常数为2 m,长度为1.9 m,宽度为0.5 m,高度为2.3 m可以实现有效隔振。周期十字减振沟取周期常数为2 m,宽度b为1.9 m,宽度c为0.5 m,高度h为2.7m,完全带隙总宽度最大为4.89 Hz。十字空腔高度为2.3 m时,在Γ-X方向带隙宽度最大,带隙总宽度为7.36 Hz。(3)搭建振动实验平台,实验表明周期十字减振沟带隙内比带隙外的振动衰减程度显著,衰减区间内频率幅值降低了70%,验证了周期十字减振沟的带隙特性及减振效应。周期十字沟的完全带隙范围受到土体弹性模量、周期常数的影响。土体弹性模量的增加,会导致完全带隙向高频移动;周期常数的增大,导致完全带隙向低频移动;随着h/a的增大,完全带隙出现的模态阶数增多,模态阶数增大。(4)布设周期十字减振沟后,监测点加速度幅值显著减小,加速度幅值降低约68.5%。十字减振沟对于8-12 Hz以及大于20 Hz频率区间内的振动减振效果显著,对于振动压路机作业频率27 Hz的振动衰减了93.6%;从减振率与振动加速度级方面量化分析,周期十字减振沟对于X与Z方向的减振率较好,减振率最高为34.03%;同时在十字减振沟后4 m范围内会形成衰减区域,超过该区域会产生振动放大现象,加速度振级增大。通过对布设不同排数十字沟减振效应进行分析,综合考虑建议布设3排减振沟达到最优效果。

关键词：振动压路机环境振动十字减振沟周期结构减振效应

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爆破减振孔减振效应的试验与数值模拟研究

爆破减振孔减振效应的试验与数值模拟研究

作者：赵蕊天津大学

学位级别：硕士

随着爆破施工在地下工程中的普遍应用,爆破安全问题引起了学术界与工程界的极大关注。减振孔作为爆破工程中一种常见的减振措施,能够有效控制爆破振动。但目前工程中减振孔的布设大多依赖于工程经验,关于减振孔参数对于减振孔减振效果... 详细信息

随着爆破施工在地下工程中的普遍应用,爆破安全问题引起了学术界与工程界的极大关注。减振孔作为爆破工程中一种常见的减振措施,能够有效控制爆破振动。但目前工程中减振孔的布设大多依赖于工程经验,关于减振孔参数对于减振孔减振效果影响的认识还不够系统深入,时常出现减振孔布设不当的情况,从而造成减振孔减振效果不佳或施工成本的浪费。因此,揭示减振孔几何参数对减振孔减振效果的影响规律并探讨其作用机理,对于爆破振动控制过程中减振孔几何参数的优化设计具有重要的指导意义,研究成果可为实际爆破工程中减振孔布置与防灾减灾提供参考依据。针对减振孔参数(减振孔直径、减振孔间距和减振孔排数)对减振孔减振效果的影响规律,设计并开展了爆破模型试验,分析了地下洞室爆破作用下,邻近洞室壁第一峰值压缩应变、试块表面PPV(质点峰值振速)及减振孔屏障前后测点的隔振率在不同减振孔参数下的变化规律。试验结果表明:随着孔直径和孔排数的增加,或者孔间距的减小,邻近洞室壁测点的第一峰值压缩应变和试块表面PPV减小,隔振率明显增大,即减振效果增强。邻近洞室左侧壁测点第一峰值压缩应变大于洞顶测点,且两者差值随孔直径的增加先减小后增大,随孔间距和孔排数的增加逐渐增大。邻近洞室上方试块表面靠近爆源测点的PPV大于远离爆源测点的PPV,且两者差值随孔直径的增加没有明显变化,随孔间距的增加逐渐增大,随孔排数的增加逐渐减小。通过与试验结果对比,验证了有限元程序AUTODYN模拟仿真地下洞室爆炸作用下减振孔减振分析的有效性和准确性。通过开展大量数值模拟,进一步深入探究了减振孔直径、孔间距、爆心距、孔排数对减振孔减振效果的影响规律,揭示了各测点PPV和隔振率变化规律。模拟结果表明:随着减振孔直径和孔排数的增加,或者减振孔间距和爆心距的减小,邻近洞室壁和地表的PPV逐渐减小,隔振率显著增加。此外,随着减振孔参数变化,减振孔前后和减振孔间岩体前后测点的隔振率呈现显著的差异性:前者明显大于后者,且两者差值随孔直径的增加先增大后减小,随爆心距的增加迅速减小,随孔排数的增加没有明显变化。减振孔间距变化影响测点与减振孔的相对位置,从而影响测点的隔振率大小。

关键词：减振孔爆破振动减振效应隔振率 AUTODYN

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建筑物对地铁引发场地振动影响的实测分析

工程力学 2018年第A01期35卷 287-292页

作者：宗刚郑玉琴任晓崧张永红同济大学土木工程学院结构工程与防灾研究所上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

选取上海某地铁沿线工程建设场地,先后开展了建设前自由场和建设后建筑—场地的振动实测,通过实测数据的时域、频域分析,对比研究了建筑物对场地振动的影响规律。结果表明:建筑物的质量对振动响应的影响较小,而地下室结构的墙、板构件... 详细信息

选取上海某地铁沿线工程建设场地,先后开展了建设前自由场和建设后建筑—场地的振动实测,通过实测数据的时域、频域分析,对比研究了建筑物对场地振动的影响规律。结果表明:建筑物的质量对振动响应的影响较小,而地下室结构的墙、板构件对场地内传播的弹性波有显著的反射、阻隔作用。波的反射效应在地下室与轨线间局部区域形成能量聚焦区,导致地表振动响应放大,最高的放大率超过1倍以上;波的阻隔作用使地下室内形成振动能量的屏蔽区,振动响应减小,减小率超过45%。

关键词：地铁振动振动实测建筑影响减振效应波阻抗

顶部带FPS-TMD系统的高耸结构风振控制效益分析

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顶部带FPS-TMD系统的高耸结构风振控制效益分析

作者：周泽宇广州大学

学位级别：硕士

近年来随着我国经济的迅速发展,轻质高强材料的大量应用,高层建筑和高耸结构正朝着高度越来越高、细长化、轻质高强、阻尼小的方向发展,导致上述结构刚度较柔,对风荷载越来越敏感,在强风荷载作用下的侧移和风致加速度明显增大,风荷载往... 详细信息

近年来随着我国经济的迅速发展,轻质高强材料的大量应用,高层建筑和高耸结构正朝着高度越来越高、细长化、轻质高强、阻尼小的方向发展,导致上述结构刚度较柔,对风荷载越来越敏感,在强风荷载作用下的侧移和风致加速度明显增大,风荷载往往成为控制此类高柔建(构)筑物结构设计的主要控制荷载。为控制超高层建筑和高耸结构在强风作用下产生过大的风致侧移和风致加速度,以满足规范对上述结构在强风作用下的变形及舒适度要求。本文把地震工程中常用的摩擦摆(Fricition Pendulum Syetem,FPS)隔震系统和常用的调频质量阻尼器(Tunned Mass Damper,TMD)被动控制系统有机结合,形成一种新型的摩擦摆调谐质量阻尼器(FPS-TMD)被动控制系统。放置在高层建筑与高耸结构顶部,来达到对主体结构进行风振控制的目的。在对FPS-TMD系统本身的静动力学特征进行理论分析的基础上,本文对高耸结构顶部设置此新型FPS-TMD系统,在风荷载作用下的风振响应理论进行了详细而系统的理论分析和推导。并结合本论文的理论分析成果,以高耸结构广州新电视塔为实例,在对其顺风向脉动风荷载进行模拟的基础上,采用此高耸结构的竖向集中质量多自由度简化模型和三维整体有限元模型,对此高耸结构顶部假设设置FPS-TMD的风振控制效率进行了较为系统的分析,并对采用两类有限元模型进行风振控制的分析结果进行了对比。本文主要研究的内容如下:对摩擦摆调谐质量阻尼器(FPS-TMD)系统的力学特征、自治动力特性进行了相关研究及部分计算公式的推导,阐明了FPS-TMD系统自身的静动力学特性。在此基础上推导建立了多高层结构顶部带FPS-TMD系统与主体结构相结合的结构体系,在风荷载作用下的风致时程动力分析的相关数值方法及动力分析策略。利用谐波叠加法,结合对广州新电视塔进行风洞实验的分析结果,利用准定常假定对与主体结构的顺风向荷载进行数值模拟,应用广州新电视塔的竖向集中质量多自由度简化模型。假设其顶部设置FPS-TMD被动控制系统,通过选用FPS-TMD系统的不同参数,如FPS-TMD系统质量、滑道半径、不同摩擦系数模型等,对此高耸结构进行了风振响应及风振控制效率的参数化分析。数值分析表明通过选用适当的FPS-TMD系统参数,对主体结构的风振位移和风致加速度控制效率明显。通过对大型通用有限元软件SAP2000的摩擦摆隔振阻尼器单元,进行改进和扩充,采取一系列分析工况的组合,实现了利用SAP2000软件,进行高层建筑和高耸结构顶部设置FPS-TMD系统的风振时程动力分析方法。同时采用广州新电视塔三维整体有限元模型,选用多种不同的风振控制模型,对此高耸结构进行了在选用不同模型工况下的风振响应及风振控制效率分析,对各类不同分析工况下的风振控制结果进行了对比分析。采用三维有限元整体模型的数值分析表明,用多重质量块的FPS-MTMD系统,以及设置双向FPS-TMD系统后,对本文中所涉及的分析工况而言风振控制效率接近。但设置双向FPS-TMD系统时,可以有效抵御来自包括顺风向和横风向荷载的共同作用。通过本文综合分析表明,本文提出的FPS-TMD系统可以有效地减少风荷载对主体结构的风致振动响应,同时FPS-TMD系统因为具有良好的稳定性和自复位、自限位功能。FPS-TMD系统作为一种有效的被动减振装置,可以有效地利用于高层建筑和高耸结构的风振控制体系中。

关键词：摩擦摆调谐质量阻尼器高耸结构风振控制有限元分析减振效应