塌落振动-于老师.ppt

1、塌落振动北京科技大学 于亚伦1 塌落振动的产生n高耸建（构）筑物拆除爆破时，产生二种振动：n （1）被拆建（构）筑物中药包爆炸所产生的振动；n （2）建（构）筑物塌落解体对地面冲击造成的地层复合振动。2 塌落振动与爆破振动的异同点爆破振动爆破振动塌落振动塌落振动振动强度振动强度小振动强度大振动频率振动频率高，230Hz，频域广振动频率低，28Hz，频域窄危害 主要表现在对人员、设备、建（构）筑物的危害振动频率与房屋的自振频率接近，故危害性更大呼市十一层大楼拆除爆破塌落振动实测图爆破振动爆破振动后座振动后座振动塌落振动塌落振动3 塌落振动的造成地面振动的物理过程有两种观点：（1）建筑物爆破拆除的

2、塌落作用是塌落物对地表的冲击作用。（2）地面的振动波形和能量不是单一脉冲波动的结果3.1 南京工程兵学院提出的冲量公式（1）建（构）筑物在倾倒过程中要进行空中解体，被分割为大小不一的矿体，在势能的作用下，依次下落橦击地表，使地表面产生一种塌落触地振动速度，简称塌落振动速度。塌落振动速度的大小除与其质量和下落高度有关外，还与建（构）筑物重心与触地点的距离有关。距离近，塌落振动速度大；反之则小。故提出下列公式：（2）南京工程兵学院提出冲量公式R Rv=0.08KI1.671.67()3.2中科院力学所的观点（1）建筑物爆破拆除塌落造成地面振动的物理过程 建筑物所在高度具有的重力势能转变成构件的下落

3、运动或是转动；下落冲击地面造成构件和地面破坏，转变成破坏能；剩余能量在地面传播造成了周围地面的振动。地面的振动波形和能量不是单一脉冲波动的结果。因此以冲量表述塌落振动是不准确的。显然塌落造成的地面振动的大小与其具有的重力势能相关，即与下落构件的质量和所在的高度有关，随传播的距离增加而衰减。（2）塌落振动计算式nV1=Kt2MgHR3nM最先撞击地面且最大的塌落物的质量，nH塌落物质量为M的质心高度，m；n地层介质的破坏强度，取10MPa；ng重力加速度，9.8m/s2；nR触地点中心至测点距离，m；nKt、为塌落振动速度衰减系数和指数。n根据烟囱拆除爆破实测资料整理：nKt=3.374.09，

4、=-1.66-1.80n其值是在没有开挖沟槽、不垒筑土墙减振措施的条件下选取；当在地面开挖沟槽、垒筑土墙时，塌落振动将明显减小，此时 Kt为原状地面的1/41/3；值变化不大。实例1中银大厦爆破拆除n中银大厦主楼高93.05米，23层。大厦临近的楼房建筑工地正在浇灌混凝土，该工程提出爆破时建筑工地振动速度不得超过1cm/s。n爆破拆除设计了3个爆破切口。依次由下至上分段延时起爆，将楼房分成多段塌落，减小构件对地面的冲击振动和塌散范围，并采取开挖减振沟和垒筑土墙来降低振动。具体计算n保护对象到塌落中心的距离R=116.5米n计算选取Kt=（1/3)3.39=1.13;=-1.66n第一时间落地构

5、件质量M为6000t、H=30mn重力加速度g=9.8m/s2；材料破坏强度=10MPa计算结果，塌落振动速度v=0.337cm/s实测结果，塌落振动速度v=0.276cm/s实例2包头150m烟囱爆破拆除n2007年对包头150m高钢筋混凝土烟囱进行爆破拆除，烟囱周围环境较复杂，东侧15m是楼房、南侧由较开阔的狭长空地180米、西侧距离主房20米。烟囱采用定向爆破设计方案，整体向南倒塌。爆破切口为梯形，位于烟囱底部，最大爆破高度约3.0米，总装药量97kg。n采取铺设袋装土埂，两侧开挖减振沟具体计算n根据烟囱的爆破设计、地面减振措施选取衰减参数值Kt=(1/3)4.09、=-0.180n烟囱

6、总体质量为1114.32.6=2890，H=150m，重力加速度g=9.8m/s2，n材料破坏强度=10MPa；n预计倒塌中心线56m处的塌落振动速度值为v=2.42cm/s，实测为1.97cm/s。5 降低塌落振动速度的技术措施（1）精确的延期时间，空中解体，分段触地（2）缓冲器材包括：砂袋墙、贝雷钢构架、软钢阻尼器、钢丝绳减振器、橡胶轮胎和钢板等。（3）残余墩柱与沙袋墙组合接载消能技术。（4）废旧轮胎与钢板组合消能技术（5）沙袋墙加轮胎组合接载消能技术（6）开挖减振沟6讨论n（1）进一步研究坍塌振动的机理。n例如：是在什么力的作用下产生的坍塌振动？n（2）探索简易的坍塌振动计算式。n（3）减振措施的作用原理。