本文關(guān)鍵詞：核電場(chǎng)地建設(shè)開挖中爆破振動(dòng)效應(yīng)及其對(duì)巖體動(dòng)態(tài)損傷影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：論文對(duì)廣東臺(tái)山核電廠一期工程取水明渠陸上爆破挖巖工程和廣西防城港核電站二期基礎(chǔ)爆破開挖工程在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施了爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè),運(yùn)用經(jīng)典的薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式,回歸分析了質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度隨爆破單段最大段藥量及爆心距的變化關(guān)系,并針對(duì)取水閘門地面和陸地基巖質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度在水平徑向、水平切向和垂直方向的傳播衰減規(guī)律,提出了為保證建筑物安全而控制不同爆心距下的單段最大段藥量。根據(jù)實(shí)際開挖中的爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)資料,分析了取水閘門和陸地基巖爆破振動(dòng)特性,指出就所測(cè)資料而言,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)離爆破中心較近時(shí),其峰值振動(dòng)速度衰減較快,隨著距離爆源中心距離的增大,衰減速度逐漸減小。對(duì)于取水閘門爆破振動(dòng)信號(hào),通常有在垂直方向爆破峰值振動(dòng)速度大于水平徑向、水平切向的特點(diǎn)；而對(duì)于陸地基巖爆破振動(dòng)信號(hào)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度,水平徑向、水平切向和垂直方向數(shù)值較為接近,未出現(xiàn)明顯規(guī)律。由此看來,在爆破監(jiān)測(cè)過程中,應(yīng)對(duì)水平徑向、水平切向和垂直方向資料分別統(tǒng)計(jì)分析,得到各次質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大的振動(dòng)速度以作為爆破安全控制標(biāo)準(zhǔn),從而回歸得到在工程實(shí)踐中的單段最大段藥量,達(dá)到控制爆破振動(dòng)效應(yīng)的目的。針對(duì)廣東臺(tái)山核電廠一期工程取水明渠陸上爆破挖巖工程爆破監(jiān)測(cè)信號(hào),基于Matlab軟件運(yùn)用快速傅氏變換FFT法分析了爆破振動(dòng)信號(hào)的頻譜特性,得到爆破振動(dòng)波的主振頻率集中范圍為10-50Hz,高于取水閘門自振頻率5.26Hz和一般建筑物的自振頻率2-5Hz,一般不會(huì)產(chǎn)生較大的共振效應(yīng),有利于降低共振效應(yīng),減少質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度,保證了取水明渠和建筑物的安全。針對(duì)上述同一爆破振動(dòng)信號(hào),運(yùn)用不同的小波基函數(shù)進(jìn)行小波變換將得到不同的小波分量,但原始信號(hào)與重構(gòu)信號(hào)之間的相對(duì)誤差均在10-11～10-12。量級(jí)之間,可較好地滿足精度要求。通過運(yùn)用smy5小波基函數(shù)對(duì)爆破振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行小波分解,得到共9層小波分量。并對(duì)各層小波分量的能量值進(jìn)行了分析,指出第5、6、7層小波分量所具有的能量占總能量的94%,具有了原始振動(dòng)信號(hào)的絕大部分能量值。通過繪制對(duì)應(yīng)于sym5變換的平面及三維小波譜,指出能量主要集中在時(shí)間為0.125s-0.60s,頻率為10-75Hz的范圍內(nèi)。運(yùn)用HHT法同一爆破振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解,得到8個(gè)IMF分量和1個(gè)殘差余量,原始信號(hào)與重構(gòu)信號(hào)之間的相對(duì)誤差均在10-15～10-16量級(jí)之間,可較好地滿足精度要求。通過對(duì)各個(gè)IMF分量和原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行功率譜密度分析得到了具有振動(dòng)幅值較大的C2、C3、C4、C5、C6分量為振動(dòng)信號(hào)的主要組成成分。通過繪制爆破振動(dòng)信號(hào)三維能量譜得到了爆破振動(dòng)信號(hào)能量隨瞬時(shí)頻率、時(shí)間的變化關(guān)系,得出能量主要集中區(qū)域?yàn)闀r(shí)間為0.125s～0.625s,頻率為10-80Hz的范圍,與小波變換分析的結(jié)果較吻合。在防城港核電站二期工程場(chǎng)區(qū)負(fù)挖過程中,對(duì)其中6次基巖爆破進(jìn)行了爆前、爆后巖體聲波試驗(yàn),通過對(duì)比爆破前后各個(gè)爆破孔深度范圍的聲波波速變化,取聲波變化率77=10%作為基巖損傷的臨界值,由此得到各組測(cè)試孔的損傷深度,確定爆破荷載作用下基巖的損傷程度和相應(yīng)特征。并結(jié)臺(tái)巖體爆破振動(dòng)衰減規(guī)律和損傷范圍及特征確定巖體爆破振動(dòng)的安全閥值,采取建立防城港核電站二期工程核島區(qū)爆破損傷深度與距爆源30m處巖體質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)峰值速度之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的方法,根據(jù)爆破開挖過程中各分層允許的最大影響深度,代入上述對(duì)應(yīng)公式,得到距爆源30m處巖體質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)峰值速度,即為爆破振動(dòng)速度控制參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),再由薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式,回歸得到對(duì)應(yīng)不同爆心距的單段最大段藥量控制值,在現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐過程中,相應(yīng)的研究成果起到了較好的指導(dǎo)作用,對(duì)于今后類似工程爆破設(shè)計(jì)、施工具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：爆破振動(dòng) 取水明渠 小波變換 HHT變換 基巖損傷
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM623;TU45
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 1 緒論15-19
• 1.1 研究課題的提出15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.1 爆破地震波的研究現(xiàn)狀16
• 1.2.2 爆破震動(dòng)信號(hào)分析的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 爆破震動(dòng)效應(yīng)對(duì)巖體動(dòng)態(tài)損傷的研究現(xiàn)狀17
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 2 爆破地震波的傳播規(guī)律與效應(yīng)分析19-35
• 2.1 爆破地震波的產(chǎn)生及對(duì)建筑物的影響分析19-21
• 2.1.1 爆破地震波的產(chǎn)生與類型19-20
• 2.1.2 爆破地震三要素對(duì)建筑物破壞的影響20-21
• 2.2 爆破震動(dòng)信號(hào)分析21-28
• 2.2.1 爆破震動(dòng)信號(hào)的傅立葉變換21-22
• 2.2.2 爆破震動(dòng)信號(hào)的小波變換22-25
• 2.2.3 爆破震動(dòng)信號(hào)HHT法25-28
• 2.3 爆破震動(dòng)危害機(jī)制及安全評(píng)判28-33
• 2.3.1 爆破震動(dòng)強(qiáng)度特性及其危害機(jī)制28-29
• 2.3.2 爆破震動(dòng)安全判據(jù)29-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 3 現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析35-63
• 3.1 爆破震動(dòng)測(cè)試原理與儀器選擇35-36
• 3.1.1 爆破震動(dòng)測(cè)試原理35
• 3.1.2 監(jiān)測(cè)的儀器的選擇35-36
• 3.2 臺(tái)山核電站取水明渠爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)36-61
• 3.2.1 工程概況及地層巖性36-37
• 3.2.2 測(cè)試方案37-38
• 3.2.3 爆破震動(dòng)速度測(cè)試與分析38-44
• 3.2.4 爆破震動(dòng)頻譜特性傅里葉變換分析44-45
• 3.2.5 爆破震動(dòng)頻譜特性小波變換分析45-55
• 3.2.6 爆破震動(dòng)頻譜特性HHT變換分析55-60
• 3.2.7 爆破震動(dòng)災(zāi)害主動(dòng)控制60-61
• 3.3 本章小結(jié)61-63
• 4 巖體動(dòng)態(tài)損傷特性及安全閥值控制的研究63-91
• 4.1 巖體的動(dòng)態(tài)損傷特性63-66
• 4.1.1 爆破振動(dòng)對(duì)巖體損傷特性的影響63
• 4.1.2 爆破振動(dòng)損傷介質(zhì)的本構(gòu)方程63-65
• 4.1.3 爆破振動(dòng)損傷介質(zhì)的損傷演化規(guī)律65-66
• 4.2 防城港核電站二期工程場(chǎng)區(qū)負(fù)挖爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)66-74
• 4.2.1 工程概況及地層巖性66-67
• 4.2.2 爆破振動(dòng)安全閥值67
• 4.2.3 測(cè)試方案67-68
• 4.2.4 爆破震動(dòng)速度測(cè)試與分析68-74
• 4.3 巖體損傷判定標(biāo)準(zhǔn)74-75
• 4.4 巖體聲波測(cè)試儀器及基本原理75-78
• 4.4.1 聲波探測(cè)的儀器75-78
• 4.4.2 聲波探測(cè)的基本原理78
• 4.5 爆破作用下巖體聲波傳播現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)78-89
• 4.5.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)布置及試驗(yàn)過程78-81
• 4.5.2 損傷區(qū)域測(cè)試結(jié)果與數(shù)據(jù)分析81-87
• 4.5.3 爆破震動(dòng)安全閥值標(biāo)準(zhǔn)與災(zāi)害主動(dòng)控制87-89
• 4.6 本章小結(jié)89-91
• 5 結(jié)論與展望91-93
• 5.1 結(jié)論91-92
• 5.2 展望92-93
• 參考文獻(xiàn)93-97
• 致謝97-98
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果98

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本文編號(hào)：361445