爆破拆除建筑物塌落与触地振动响应分析

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近年来,随着城市现代化建设步伐的不断加快,大量的高层高耸建(构)筑物、楼房及桥梁需要进行拆除,爆破拆除方法以其简单快捷、高效经济的特点成为拆除行业中最有竞争力的方法之一。然而,在爆破拆除大规模的应用中也存在很多的问题。爆破后结构瓦解倒塌撞击地面引起振动,由于这一振动的频率比爆破炸药引起的振动更接近于房屋建筑的固有频率,所以对周围建筑物的安全影响需要引起高度重视,而且塌落触地振动的控制也是非常必要的。爆破拆除控制的理论研究远远落后于工程实践,在爆破拆除前对其全过程进行数值模拟可以预先掌握整个拆除过程,从而大大弥补了理论研究的不足之处,对爆破拆除方案的可行性研究有很重要的意义。本文介绍了爆破拆除的国内外研究现状和常用的数值分析方法,通过对爆破振动与塌落振动的对比,阐述了塌落触地振动研究对周边安全的重要性。简单总结归纳了振动波的分类及传播规律和现行的振动安全标准。根据周家汉研究员对爆破拆除塌落触地振动的研究方法,运用LS-DYNA动力有限元软件,首先结合强夯工程实际检测数据进行数值模拟,通过比对结果验证该模拟方法的可行性和合理性。在此基础上,建立某高架桥和某九层商场框架结构的爆破拆除有限元模型,得到地面介质质点的塌落触地振动曲线和振动波的传播规律,均与实际情况基本吻合。通过对三种塌落振动的有限元模拟,得到了三种振源下地面介质的振动曲线,根据安全规程中的安全匀速振速,探讨普通砌体结构民宅在塌落振动作用下安全标准的普适性。经过分别数值计算,民宅基本安全,肯定了安全规程在爆破塌落触地振动领域的适用性,但不可作为安全标准使用。
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