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爆破震动作用下建筑结构动力响应研究及灾害控制

作　者: 蔺新丽
导　师: 高文乐
学　校: 山东科技大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 爆破震动动力响应工程测试数值模拟
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

爆破行业的发展越来越趋于精确控制爆破,如何实现精确控制爆破将是所有爆破工作者研究的方向。邻近居民区的爆破工程,经常会因为爆破震动而引起纠纷,甚至诉诸法庭。本论文将针对爆破震动作用下建筑结构的动力响应和灾害控制展开研究。首先研究爆破震动的产生机理和影响爆破震动的因素,影响因素包括质点峰值速度、爆破震动的频谱特性、爆破震动的持时特性、爆破地震波对结构物的效应、爆点距建筑物的距离、土质条件和地形。然后,研究建筑结构对爆破震动响应的动力学计算方法,分别对底部剪力法、反应谱法、时程分析法进行了理论研究。研究现场爆破震动测试方法,包括爆破震动测试的目的、内容、方法、检测仪器、测点布置的原则、测试结果分析。运用有限元软件LS-DYNA,并且结合工程实例,对框架结构在爆破震动作用下的动力响应进行了数值模拟。对于框架结构,通过位移分析和速度分析验证了垂直方向的爆破震动在三个方向中起着控制作用；结构的爆破震动响应具有方向性,如垂直爆破震动作用下,垂直方向的结构震动响应起着控制作用；同时验证了偏振现象。通过数值模拟和数据处理得出了爆破震动作用下高层框架结构对于爆破震动的放大系数,比较结构各层的最大位移、最大振速和爆破震动放大系数,发现所有楼层中,顶层的位移和振速最大,爆破震动放大系数也最大,表明顶层爆破震动响应最为强烈。本论文还对爆破震动控制措施的研究主要从爆源的控制、传播途径的控制和其他控制方法三个方面进行研究。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-26
  1.1 课题的提出  12-13
  1.2 课题的研究现状  13-25
  1.3 课题的主要研究内容  25-26
2 爆破震动的产生机理及其影响因素  26-34
  2.1 爆破震动的产生机理  26-27
  2.2 爆破震动强度的影响因素  27-33
  2.3 本章小结  33-34
3 建筑结构爆破震动响应的动力学分析方法研究  34-41
  3.1 底部剪力法  34-35
  3.2 地震作用反应谱理论  35-39
  3.3 时程分析法  39-40
  3.4 本章小结  40-41
4 工程测试方法  41-48
  4.1 爆破震动测试系统  41-43
  4.2 测点布置  43
  4.3 测试结果分析  43-47
  4.4 本章小结  47-48
5 结构震动响应的数值模拟  48-79
  5.1 ANSYS/LS-DYNA程序简介  48-50
  5.2 爆破地震波的选取  50
  5.3 框架结构在爆破震动作用下的动力响应模拟  50-78
  5.4 本章小结  78-79
6 建筑物爆破震动控制措施研究  79-83
  6.1 爆源的控制  79-80
  6.2 传播途径的控制  80-81
  6.3 爆破震动的其他控制方法  81
  6.4 本章小结  81-83
7 总结与展望  83-85
  7.1 主要研究成果  83-84
  7.2 存在的不足与展望  84-85
致谢  85-86
攻读硕士学位期间发表论文  86-87
参考文献  87-89

爆破震动作用下建筑结构动力响应研究及灾害控制

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