【摘 要】
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超高钢筋混凝土烟囱,体积、重量大,爆破拆除的失稳倒塌机理复杂,主要依赖经验公式进行方案设计,烟囱倒塌精度难以保证,拆除爆破的精确性和安全性还有待提高。随着数值模拟技术的普及,越来越多的工程技术人员把其应用于拆除爆破行业中。本文研究的主要内容是以某超高钢筋混凝土烟囱爆破拆除工程为研究对象,通过对烟囱爆破切口关键参数进行理论计算,并采用有限元方法结合ANSYS/LS-DYNA软件对钢混烟囱进行了失稳分
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超高钢筋混凝土烟囱,体积、重量大,爆破拆除的失稳倒塌机理复杂,主要依赖经验公式进行方案设计,烟囱倒塌精度难以保证,拆除爆破的精确性和安全性还有待提高。随着数值模拟技术的普及,越来越多的工程技术人员把其应用于拆除爆破行业中。本文研究的主要内容是以某超高钢筋混凝土烟囱爆破拆除工程为研究对象,通过对烟囱爆破切口关键参数进行理论计算,并采用有限元方法结合ANSYS/LS-DYNA软件对钢混烟囱进行了失稳分析和倒塌过程的模拟,主要研究成果如下:采用材料力学理论和工程爆破理论,分别运用应力破坏准则和弯矩破坏准则,分析、计算了钢混烟囱爆破切口角度和切口高度两个关键参数。在理论计算的基础上,采用ANSYS/LS-DYNA建立了超高烟囱爆破拆除失稳模型,模拟了8种不同爆破切口角度的倒塌效果,对烟囱的下坐速度,前程距离,偏差角度进行了分析,结果表明,当烟囱的爆破切口角度为215°时,其倒塌效果最好,与基于应力破坏理论的计算结果较为吻合。采用ANSYS/LS-DYNA软件,模拟了 180m烟囱爆破切口延期时间误差对其倒塌精度的影响,当爆破切口两侧对应部位延期时间误差为50ms时,筒体的偏转角度扩大3.76倍。对减振土堤以及减振沟的减振效果进行了数值模拟,建立了 180m烟囱爆破拆除模型,结果表明,减振土堤以及减振沟对降低烟囱触地振动效果显著,地面质点振动速度峰值降幅最高可达76.1%。在理论计算和数值模拟的基础上,对某120m钢筋混凝土烟囱的爆破方案进行了精细化设计,通过精确计算切口参数,采取堆垒减振土堤、开挖减振沟等安全防护措施,顺利实现了预期爆破效果。研究结果表明,采用理论计算结合数值模拟,对切口参数、倒塌过程、塌落振动效应进行全面、深入分析,对超高钢筋混凝土烟囱的精确控制拆除具有重要意义。图[59]表[14]参[81]
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