城市浅埋大跨隧道爆破振动监测与控制技术研究

摘要

随着爆破技术的广泛应用,人们越来越关注爆破对周围环境和建筑物的影响,特别对爆破振动引起的危害十分重视。很多爆破工程的纠纷都与爆破振动有关,如建筑物裂缝、门窗振响、边坡滑塌以及人畜振惊等都会投诉到爆破施工方面,所以对爆振动的研究一直是人们所关注的重要课题。本文以厦门成功大道JC3标段隧道掘进爆破工程为背景,结合现场测试和理论分析两种手段,研究爆破振动对隧道地表房屋的影响,主要进行了以下几方面工作:
　　 (1)建立了建筑物受振力学模型,研究建筑物对爆破振动频率的响应特征,并对爆破振动安全允许标准的频率分类提出建议。
　　 (2)进行现场爆破振动测试,分析了该隧道爆破地振波的幅值和频率分布特征,在现场测试数据的基础上,对测试数据进行回归分析,得出隧道开挖爆破振动传播规律,随时为爆破施工的段药量控制提供依据。
　　 (3)编写matlab神经网络程序,建立该隧道爆破振动神经网络预测模型,精确预报爆破振动,指导爆破施工。
　　 (4)编写matlab灰关联分析程序,运用灰关联分析方法得出该隧道爆破振动影响因素的主次顺序,并据此制定相应的降振措施,取得了良好效果。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 课题背景及问题的提出

1.3 爆破振动国内外研究及现状

1.3.1 爆破地振波传播规律

1.3.2 爆破振动测试

1.1.3 爆破振动分析方法研究现状

1.3.4 安全判据研究现状

1.3.5 国内外爆破地振波控制技术的研究现状

1.4 本文研究内容和方法

第二章 爆破振动效应的基本理论

2.1 爆破振动效应

2.1.1 爆破地振波的产生机理

2.1.2 爆破地振波的分类

2.1.3 爆破振动参数描述

2.1.4 爆破地振与天然地震

2.2 爆破振动强度的衰减规律

2.4 本章小结

第三章 建筑物对爆破振动频率的响应

3.1 建筑物对爆破振动频率的响应特征理论分析

3.1.1 有阻尼自由振动

3.1.2 有阻尼强迫振动

3.2 建筑物对爆破振动频率响应的影响因素

3.2.1 爆破振动频率

3.2.2 建筑物固有频率

3.2.3 阻尼比

3.3 建筑物爆破振动频率响应的实例分析

3.4 本章小结

第四章 爆破振动测试与分析

4.1 隧道爆破条件概况

4.2 爆破振动测试

4.2.1 爆破振动测试的主要内容和目的

4.2.2 爆破振动测试系统

4.2.3 现场爆破振动测试

4.3 测试数据及其分析处理

4.3.1 测试结果

4.3.2 爆破振动传播规律回归分析与段药量控制

4.3.3 爆破振动时域幅值分析

4.3.4 爆破振动频谱分析

4.4 本章小结

第五章 基于BP神经网络的爆破振速预测

5.1 概述

5.1.1 神经元模型

5.1.2 神经网络模型

5.2 BP神经网络

5.2.1 概述

5.2.2 BP网络算法

5.2.3 算法的执行步骤

5.3 基于BP神经网络的爆破振动速度的预测

5.3.1 网络层数和传递函数

5.3.2 初始权值、阀值

5.3.3 学习速率

5.3.4 期望误差的选取

5.3.5 训练结果与分析

5.4 本章小结

第六章 隧道爆破振动影响因素灰关联分析与振动控制

6.1 灰色关联分析原理

6.2 灰色关联分析步骤

6.3 隧道爆破振动影响因素的灰关联分析

6.3.1 系统特征变量和相关因素变量的选择

6.3.2 灰色关联度计算

6.3.3 结果分析

6.4 隧道爆破降振措施

6.5 应用实例

6.5.1 爆破方案优化前

6.5.2 爆破方案优化后

6.6 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 展望

参考文献

附录

附录1 图纸

附录2 MATLAB6.5程序全文

致谢

攻读硕士学位期间与专业相关的成果