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板结构的声辐射模态分析及其高分辨率法向振动速度重建

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声学学报 2020年第6期45卷 869-877页

作者：王杰刘祖斌蒋梨荧卢奂采浙江工业大学机械工程学院声学与振动实验室杭州310014

提出了一种基于声辐射模态的速度基向量构建方法,该速度基向量不受网格划分的影响,可用于高分辨率的板结构法向振动速度重建。首先对板表面稀疏网格的声辐射模态进行计算,再以声辐射模态和模态系数构建板法向振动速度分布的基向量,然后... 详细信息

提出了一种基于声辐射模态的速度基向量构建方法,该速度基向量不受网格划分的影响,可用于高分辨率的板结构法向振动速度重建。首先对板表面稀疏网格的声辐射模态进行计算,再以声辐射模态和模态系数构建板法向振动速度分布的基向量,然后由声场测量声压求解基向量系数,最后由该系数和加密网格的速度基向量重建高分辨率的板法向振动速度分布。以简支板声源进行仿真计算,当测量声压信噪比为30 dB时,低频的法向振动速度重建误差最低可达3.7%;以固支板声源在消声室中进行实验验证,131.5 Hz振动频率下的重建误差低于7%。该方法实现了只需要少量声压测量点即可精确重建板声源更高分辨率的法向振动速度分布。

关键词：振动速度基向量声辐射模态板结构稀疏网格重建误差消声室声压测量

考虑衬砌时效劣化的既有隧道振动速度安全阈值研究

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考虑衬砌时效劣化的既有隧道振动速度安全阈值研究

作者：刘公剑长沙理工大学

学位级别：硕士

隧道衬砌混凝土结构在服役期间内会发生劣化,劣化导致混凝土结构物理力学性能发生改变,降低原有爆破振动控制标准的参考价值,造成爆破设计及施工的误判,危及既有隧道衬砌结构安全。随着近年来小净距隧道、上穿或下穿既有隧道工程的增加... 详细信息

隧道衬砌混凝土结构在服役期间内会发生劣化,劣化导致混凝土结构物理力学性能发生改变,降低原有爆破振动控制标准的参考价值,造成爆破设计及施工的误判,危及既有隧道衬砌结构安全。随着近年来小净距隧道、上穿或下穿既有隧道工程的增加,针对劣化因素影响下既有隧道振动速度安全阈值的研究显得尤为重要。因此,本文在考虑混凝土劣化以及爆炸应力波在不同结构面、自由面的透射、反射传播规律的基础上,基于衬砌混凝土结构极限拉应力准则、极限剪应力准则以及莫尔-库伦准则,建立既有隧道衬砌混凝土结构爆破振动速度安全阈值时变函数模型。并通过理论推导、数值模拟、现场实测等方式,对既有高铁隧道衬砌混凝土结构爆破振动速度安全阈值,以及混凝土劣化影响下振动速度安全阈值随时间的变化规律展开研究。本文开展的主要工作有:(1)基于衬砌混凝土结构极限拉应力准则、极限剪应力准则以及莫尔-库伦准则,并考虑爆炸应力波在不同结构面、自由面的透射、反射传播规律以及混凝土材料劣化的基础上,建立既有隧道衬砌混凝土结构爆破振动速度安全阈值时变函数模型。(2)采用萨道夫斯基公式对实测振速进行拟合,得到了爆破峰值振速衰减规律。依托于新建赣州至深圳客运专线伯公坳1号隧道上跨既有广深港羊台山隧道工程,运用ANSYS/LADYNA建立三维数值模型,探究了不同应力波入射角度下既有隧道衬砌结构峰值振速变化规律。通过爆破峰值振速衰减公式的理论计算结果与数值模拟结果的对比,验证了三维模型的可靠性。(3)基于爆破振动速度安全阈值时变函数模型,对不同服役时间点处和不同应力波入射角度下既有隧道爆破振动速度安全阈值进行分析,确定不同条件下既有隧道衬砌结构振动速度安全阈值,并对振动速度安全阈值与应力波角度的变化关系,以及振动速度安全阈值随隧道服役时间增长而变化的规律进行研究。(4)通过建立不同工况的三维数值计算模型,对既有羊台山隧道衬砌混凝土结构振动速度安全阈值进行数值模拟,确定不同服役时间点处既有隧道振动速度安全阈值模拟值,通过振动速度安全阈值模拟值与时变函数理论计算值的对比,验证了振动速度安全阈值时变函数模型的正确性。(5)基于线性拟合的方法对不同时间点处振动速度安全阈值的模拟结果与理论计算结果进行研究,确定临近下穿既有隧道振动速度安全阈值在隧道服役期间内的时变规律。

关键词：混凝土劣化应力波振动速度安全阈值时变函数数值模拟

《爆破安全规程》(GB 6722—2014)边坡岩体爆破振动速度安全允许值的理论探讨

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岩石力学与工程学报 2017年第12期36卷 2971-2980页

作者：孙金山李正川陈明卢文波刘贵应姜清辉中国地质大学工程学院湖北武汉430074 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司重庆400023

开挖爆破诱发的地震波对岩质边坡有显著影响,我国《爆破安全规程》(GB 6722—2014)给出了边坡岩体的爆破振动速度允许值,但未明确说明取值的理论依据。为此,分析露天开挖爆破条件下邻近边坡岩体的附加动应力和质点振动速度场分布特征,... 详细信息

开挖爆破诱发的地震波对岩质边坡有显著影响,我国《爆破安全规程》(GB 6722—2014)给出了边坡岩体的爆破振动速度允许值,但未明确说明取值的理论依据。为此,分析露天开挖爆破条件下邻近边坡岩体的附加动应力和质点振动速度场分布特征,推导以坡表质点振动速度表征的岩体附加动应力表达式。以边坡岩体不发生剪切和张拉破坏为控制要求,考虑边坡岩体分级特征和坡体结构特征,提出基于简单边坡模型的浅层岩体的爆破振动速度允许值。分析表明,岩体强度、边坡坡度、滑动面深度和地震波频率等均对边坡岩体的允许振动速度存在显著影响。其次,无剪切破坏条件下计算的爆破振动速度允许值与《爆破安全规程》(GB 6722—2014)的控制标准在量级上较接近,而无张拉破坏时各级岩体的爆破振动速度允许值差别不大,《爆破安全规程》(GB 6722—2014)中岩质边坡爆破振动控制标准应在理论分析和工程实践基础上进一步细化。

关键词：边坡工程岩质边坡岩体爆破振动速度岩体分级

爆炸作用下锚固洞室的振动速度分布规律及锚杆参数的影响

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应用力学学报 2020年第5期37卷 2207-2213,I0026页

作者：王光勇王涛涛裴晨浩黄河交通学院焦作454950 河南理工大学土木工程学院焦作454000

基于模型实验,利用数值分析方法研究了爆炸作用下锚固洞室的振动速度分布规律,探讨了锚杆间距与长度对振动速度的影响。结果表明:在顶爆作用下,锚杆加固前后地下洞室拱顶、拱脚、侧墙、拱底振动速度峰值依次减小,锚杆能够起到减小振动... 详细信息

基于模型实验,利用数值分析方法研究了爆炸作用下锚固洞室的振动速度分布规律,探讨了锚杆间距与长度对振动速度的影响。结果表明:在顶爆作用下,锚杆加固前后地下洞室拱顶、拱脚、侧墙、拱底振动速度峰值依次减小,锚杆能够起到减小振动速度的效果;集中装药爆炸后应力波以球形向四周传播,在应力波与地下洞室作用之前,振动速度的方向沿着径向由外向内,质点振动速度先增加后减小;当应力波与地下锚固洞室相互作用后,振动速度在地下锚固洞室自由面以及锚固区与非锚固区之间发生放大效应,并且改变了锚固洞室洞壁振动速度的方向;在顶爆作用下,随着锚杆长度的增加,相同间距地下锚固洞室洞壁拱顶振动速度峰值逐渐增大,拱脚和侧墙振动速度峰值逐渐减小,拱底振动速度峰值变化较小。

关键词：防护工程爆炸荷载锚固洞室锚杆参数振动速度数值分析

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浅埋地铁隧道爆破振动速度传播规律及预测

工程爆破 2021年第2期27卷 108-113,134页

作者：汪平吉凌中国爆破行业协会北京100070 中国地质大学工程学院武汉430074

为了更好地控制浅埋隧道爆破施工对地表建(构)筑物产生的不利影响,以武汉地铁八号线洪山站-小洪山站区间隧道开挖爆破为研究对象,采用数值模拟与现场监测相结合的方法进行浅埋隧道爆破振动传播规律及预测研究。结果表明:数值模拟结果与... 详细信息

为了更好地控制浅埋隧道爆破施工对地表建(构)筑物产生的不利影响,以武汉地铁八号线洪山站-小洪山站区间隧道开挖爆破为研究对象,采用数值模拟与现场监测相结合的方法进行浅埋隧道爆破振动传播规律及预测研究。结果表明:数值模拟结果与现场监测结果基本一致;地铁隧道爆破开挖作用下地表3个方向的质点振动速度为垂直方向最大;沿隧道径向方向,由于开挖存在临空面,在距掌子面相同距离情况下,已开挖区域地表的峰值振动速度大于未开挖区域地表的峰值振动速度;沿隧道轴向方向,由于存在“空洞效应”,当地表监测点与掌子面水平距离大于约0.6~0.7倍洞径后,地表振动速度产生增大的现象,此时已开挖区域对地表振动存在放大效应。

关键词：浅埋隧道振动速度放大效应

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基于Kalman滤波器的车辆振动速度估计

振动与冲击 2014年第13期33卷 111-116页

作者：卢凡陈思忠刘畅李满红赵玉壮北京理工大学机械与车辆学院北京100081 总装车船军代局驻北京地区军事代表室北京100021

基于车辆悬架系统模型设计了Kalman滤波器,由测量的车身和车轮加速度信号估计振动速度。分析了过程噪声协方差不准确对速度估计效果的影响,然后讨论了基于预测滤波器的自适应Kalman滤波器。仿真结果表明:Kalman滤波器能够实时准确估计... 详细信息

基于车辆悬架系统模型设计了Kalman滤波器,由测量的车身和车轮加速度信号估计振动速度。分析了过程噪声协方差不准确对速度估计效果的影响,然后讨论了基于预测滤波器的自适应Kalman滤波器。仿真结果表明:Kalman滤波器能够实时准确估计车辆振动速度;预设过程噪声协方差值不准确对车身速度估计影响较大,甚至可能使滤波器失效;自适应Kalman器能够修正过程噪声协方差不准确引起的估计误差,获得准确的车辆振动速度。

关键词： Kalman滤波振动速度估计悬架

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基于时域振动速度有效值的铣削稳定性研究

计算机集成制造系统 2014年第1期20卷 142-147页

作者：蔡力钢宋晓磊赵永胜刘志峰北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

为了提高铣削的稳定性进而提高高速铣削的加工质量,以时域响应中振动速度的有效值作为振动强度的衡量指标,提出一种稳定性判定及不稳定区间颤振强度衡量方法。分别基于强迫振动模型和自激振动模型计算振动速度有效值随转速变化的规律曲... 详细信息

为了提高铣削的稳定性进而提高高速铣削的加工质量,以时域响应中振动速度的有效值作为振动强度的衡量指标,提出一种稳定性判定及不稳定区间颤振强度衡量方法。分别基于强迫振动模型和自激振动模型计算振动速度有效值随转速变化的规律曲线,对比分析了两种模型下的曲线差异,判定不受颤振影响的转速区间,即稳定性区间。对于不稳定切削区间,给出衡量其颤振强度的振动速度有效值差值-转速关系曲线。通过算例与传统方法计算的对比结果验证了该方法的可行性。

关键词：铣削模型时域响应铣削稳定性颤振强度振动速度

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高架桥爆破拆除触地振动速度特征分析

振动与冲击 2016年第11期35卷 151-154页

作者：杨永强胡进军谢礼立吴兴和中国地震局地震工程与工程振动重点实验室中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

以某高架桥爆破拆除工程为例,总结了高架桥爆破拆除塌落引起的地面振动特征,通过与经验公式对比,分析了高架桥爆破拆除塌落触地振动速度衰减规律与经验公式之间的差异,主要结论如下:三条测线地面振动速度峰值中竖向分量最大,两个水平分... 详细信息

以某高架桥爆破拆除工程为例,总结了高架桥爆破拆除塌落引起的地面振动特征,通过与经验公式对比,分析了高架桥爆破拆除塌落触地振动速度衰减规律与经验公式之间的差异,主要结论如下:三条测线地面振动速度峰值中竖向分量最大,两个水平分量较小;测线2和测线3各测点的地面振动速度峰值比测线1略大,说明地面振动存在一定的叠加,并且测点距离高架桥越远叠加越明显;本次高架桥爆破拆除塌落触地振动的主振频率偏低;竖向分量的主振频率最高,径向和切向主振频率较低且相近;在测点距离较小时,地面振动速度实测值小于经验公式计算值,而距离较大时在相反,实测值与距离接近于线性关系;本次爆破拆除方案设计合理,周边建筑物安全。

关键词：高架桥爆破拆除塌落振动速度叠加

宽大建(构)筑物爆破拆除塌落触地振动速度预测模型

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江汉大学学报（自然科学版） 2022年第1期50卷 5-10页

作者：孙金山颜佳鑫蒋跃飞张震刘桐江汉大学省部共建精细爆破国家重点实验室爆破工程湖北省重点实验室湖北武汉430056 浙江省高能爆破工程有限公司浙江杭州310000

建(构)筑物爆破拆除工程中,倒塌的钢筋混凝土结构以较高的速度冲击地面时将诱发地震波,对地震波的振动强度进行预测是分析拆除工程对周边环境影响程度并确定控制措施的前提。基于土体在强冲击作用下的塑性变形特征,碰撞过程的动量守恒... 详细信息

建(构)筑物爆破拆除工程中,倒塌的钢筋混凝土结构以较高的速度冲击地面时将诱发地震波,对地震波的振动强度进行预测是分析拆除工程对周边环境影响程度并确定控制措施的前提。基于土体在强冲击作用下的塑性变形特征,碰撞过程的动量守恒理论和量纲分析法,构建了触地接触面较宽的塌落振动预测模型。通过工程案例对计算模型的有效性进行了验证。算例表明,该模型计算精度基本满足工程设计需要,且简便易用。

关键词：拆除爆破塌落冲击振动速度数学模型