爆破动载荷下埋地管道动力响应与振动能衰减研究

发布时间：2024-02-19 22:37

　　随着城市地铁轨道及综合管廊等地下工程的建设,常会使用爆破作业进行地下空间的开挖掘进,而在埋地管线附近进行爆破作业会对管线造成风险甚至破坏。因此,针对爆破动载荷在管道上的能量衰减规律及管道动力响应的研究对于爆破作业的邻近管道安全控制具有重要的工程参考意义。本研究采用有限元动力软件ANSYS/LS-DYNA建立了包含炸药、岩土体、埋地管道的管土耦合模型。通过爆破动力载荷数值模拟,结合爆破载荷传播规律与管土耦合模型的受载应变关系,分析管土耦合模型受爆破动载荷的动力响应。并对相向传播的两组不等形冲击波叠加效应进行分析,得到波幅值的增加并不遵循线性叠加规律。由于岩土体与管道的失效形式不同,分别基于强度准则与拉压应变公式建立了管土耦合模型的失效判据。通过建立不同管道壁厚模型进行爆破数值模拟,以管道迎爆面与背爆面为分析对象,并沿管道的轴向与周向分别进行了有效应力、振动速度、应变位移量的动力响应分析。发现在管道轴向迎爆面两端3/4处均存在应力集中效应,而管道背爆面由于地表自由面的反射波与爆源的正向波叠加作用,应力时程曲线具有一定放大效应。随着管壁厚度的增加,管道的轴向、周向单元应力、振动速度峰值均逐渐...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1水平埋地管道

硕士学位论文71.3研究内容与技术路线以城市隧道开挖爆破中埋地管道为研究对象，采用理论模型分析与动力有限元模拟相结合方法，对开挖爆破引起的爆破载荷在岩土体内传播至邻近的埋地管道并产生的影响进行研究；并分别将管道受载振度与爆源距离、振动波动能量进行多因素回归拟合分析，探讨爆破振动加....

图1.2研究技术路线图

爆破动载荷下埋地管道动力响应与振动能衰减研究8耦合响应机制与研究方法。研究技术路线图：图1.2研究技术路线图

图2.1爆轰波连续传播不同阶段

硕士学位论文11应力波的作用强度进行分析。（3）地震波地震波广义上可分为自然地震波与人工地震波，前者作用范围更广。其传播方式满足一般波动方式，由中心震动位置向周围传播，由于作用强度远没有冲击应力波强，其传播介质一般仅产生弹性应变。根据传播类型的特征又将其分为体波与面波，其中常用来....

图2.2两相

爆破动载荷下埋地管道动力响应与振动能衰减研究14a)b)图2.2两相冲击波碰撞过程根据Hugoniot曲线方程，能够描述爆轰波传播的初末状态，爆轰波或冲击波iP可以表示为：)()(00000uusuucPi（2.10）在初始时刻的边界条件为：00u，00c，初始冲击波可以表示为：....

本文编号：3903426