摘要：爆破工程中现场爆破监测获取准确的爆破振动信号是分析有害效应的基础,由于地质条件、电磁干扰和仪器误差等因素对隧道爆破振动信号采集的不利影响,实测信号往往存在大量高频噪声,可能导致信号曲线畸变和数据失真。本研究提出了一种基于鱼鹰优化算法(OOA)优化变分模态分解(VMD)的信号分解算法,并利用多尺度排列熵(MPE)构建了适用于隧道爆破振动信号的降噪模型。采用最大信息系数作为适应度函数,OOA迭代计算最优VMD参数(K&α),并得到本征模态函数(IMF),利用每个分解信号的MPE值来识别噪声,通过去除噪声分量并重构得到降噪信号。采用该优化算法对云南省大山隧道实测爆破振动信号进行降噪处理,结果表明:新的优化算法能够分解出最优信号并消除噪声,且对信号的低频能量影响较小。该方法的降噪效果优于完全集成经验模态分解(CEEMD)和传统VMD算法,从而验证了OOA-VMD降噪算法的可靠性。该研究对隧道工程爆破振动信号的处理和噪声干扰问题的处理具有重要工程应用价值。

摘要：原地坍塌爆破拆除技术是突破高耸烟囱在可供倒塌场地严重不足条件下的一种新的爆破拆除技术。该技术的难点在于需在百米高空的多个位置设置高效作业平台,以便快速完成钻孔、装药、堵塞与联网等作业,从而形成多道环形爆破切口。针对上述需求,研制了一种可变直径的吊篮式施工作业平台。该新型作业平台的设计总体思路为:基于对作业过程的分析,明确平台的核心功能,综合考虑作业效率、平台可靠性、工艺适应性及成本等因素,确定了滑动搭板式可变截面整体式吊篮平台方案;针对平台对烟囱外形尺寸的适应性,建立了参数化模型,用于确定针对不同烟囱尺寸时吊篮固定段、滑动搭板段长度、夹角参数的最优值;针对伸缩结构的技术方案进行了比选,选定了钢丝绳牵引方案+四氟乙烯减阻方案。在上述技术方案的基础上,确定了平台的结构方案、安全保障方案、适应性设计方案、安装拆除及使用方案。为验证结构设计的合理性,利用有限元软件,对结构的多种工况进行了受力分析,确保了结构受力的安全性。同时,为了进一步验证平台结构的安全性和功能的可靠性,搭设了专用试验架,对首套试验样机开展了功能试验、荷载试验及可靠性试验等一系列试验,试验表明平台的各项功能均达到了设计预期,结构安全性、功能可靠性均满足要求。平台可以满足高耸烟囱原地坍塌爆破拆除的作业需求,同时也可作为其他各种等(变)截面高耸结构拆除的施工平台。

摘要：为揭示软黏土的应变率效应及建立动态响应参数及其影响因素的定量关系,设计并开展了被动围压条件下的非饱和黏土霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)动态压缩试验,分析了应变率效应、冲击次数、含水率变化对软黏土动态力学特性的影响。试验结果表明:非饱和黏土的动弹性模量与动应力峰值具有显著的应变率效应;当试样的应变率处于255~587 s^(-1)范围内时,动态响应参数与应变率在双对数坐标系下表现出良好的线性拟合关系,且线性拟合曲线的斜率k反映了动力响应参数随应变率变化的敏感程度;含水率对软黏土应变率敏感性影响较大,其中,35%含水率试样动力响应参数的率敏感性最为显著,而39%含水率试样动力响应的率敏感性最差;此外,动力响应参数表现出随冲击次数的增加呈幂函数增长,冲击气压与试样含水率均对重复冲击载荷下的软黏土动力响应有较大影响。

摘要：基坑开挖爆破过程中振动荷载易对围护桩结构造成影响,临近围护桩结构预设爆破减振孔是重要控制手段。为评价爆破减振孔作用下围护桩结构的减振效应,以武汉地铁7号线巨龙大道站基坑爆破工程为背景,通过现场振动监测分析获得围护桩结构顶部振动速度;利用LS-DYNA软件建立基坑爆破数值计算模型,在结合现场监测数据验证计算模型及参数可靠性的基础上,采用控制变量法设计减振孔参数组合计算方案,计算分析各参数对减振效应的影响规律;提出围护桩结构稳定性的安全判据,在最优减振孔减振方案下,分析围护桩结构动力响应特征,并实现其现场工程应用检验。研究结果表明:减振孔的减振效应与减振孔的孔径、孔深、孔距和排数都存在相关性,其中减振孔的孔深、孔距和排数对减振效应的影响较大,而减振孔孔径对减振效应的影响较小;围护桩结构爆破振动速度安全判据为26.10 cm/s;以孔径为100 mm、间距为0.2 m、孔深为0.7 m的双排梅花型减振孔为优化设计方案,在此方案下,围护桩上最大振速为25.57 cm/s,小于爆破振速安全判据。

摘要：为解决浅埋偏压隧道爆破失稳问题,考虑爆破损伤与水弱化效应,利用尖点突变模型建立了爆破作用下浅埋偏压隧道围岩突变失稳判据,并探讨了水弱化效应、爆破损伤效应和偏压程度对围岩失稳的影响。以国家高速G5615(天保-麻栗坡段)大岩矸隧道为例,计算了不同工况下围岩突变判据k值,判定了浅埋偏压隧道围岩稳定性状态。结果表明:爆破作用下浅埋偏压隧道发生突变失稳的必要条件是突变判据k<1,表示隧道可能处于突变失稳状态;偏压程度是影响隧道围岩失稳的关键内在因素,偏压程度越大越容易发生突变失稳;实际工程评价结果与现场情况一致,验证了该判据的实用性与有效性。

摘要：断层破碎带是隧道施工过程中常见的不良地质条件,易引发隧道围岩坍塌失稳灾害。为避免施工人员与设备的损失,将隧道穿越断层破碎带施工风险划分为4个等级,建立了工程地质条件、水文地质条件和设计与施工技术3个一级评价指标和12个二级评价指标体系以及分级标准;通过对评价指标进行标准化处理,构建了基于层次分析(AHP)-云模型的穿越断层破碎带隧道施工风险评价模型;将该模型应用于福建省平潭及闽江口水资源配置工程,对大樟溪-东张水库隧道施工风险进行评价。结果表明:该隧道穿越断层破碎带区域的施工风险综合评价云图中,云滴大部分处于“中高风险”,少部分处于“低风险”,说明该区域隧道施工风险处于较高风险等级;现场隧道施工灾害发生情况与模型风险评价结果基本一致,证明了该模型的可靠性和有效性。