缓冲垫层对水塔倾倒触地震动影响试验研究

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爆破拆除高大建筑物倒塌触地引起的触地震动已经超越了炸药爆炸引起的爆破震动,成为对周围受保护建构筑物的主要威胁。本文论述了触地震动的特点、研究现状和常用的控制触地震动的两种方法:一是从震源控制;二是从地震波的传播途径进行控制。塌落体塌落触地的过程复杂,与塌落体的结构、尺寸、材质有关。将触地震动简化为物理力学中的碰撞问题,利用冲击动力学理论研究了触地震动效应,对塌落体冲击触地产生的冲击荷载进行了理论分析。采用振动法对地面建筑物对地震波的响应问题进行了分析。对地表浅埋管件的受力影响进行了理论分析,减小塌落体冲量和铺设缓冲垫层能有效的降低触地震动并保护地下管件的安全。利用量纲分析的方法,得出反映触地振动速度和主频主要影响因素的量纲公式,并在模拟试验中对触地振动速度的量纲公式进行了验证,预测结果与试验相吻合。利用相似理论,对拆除水塔水箱触地引起的震动效应进行模拟试验,对缓冲垫层的减震效果进行研究,得出结果如下:(1)重锤下落高度和缓冲垫层厚度均不变时,振动速度随着距离的增加不断衰减,回归分析后发现,垂直方向的振速衰减要比水平径向快得多,且持续时间短;在缓冲垫层厚度不变,只改变重锤的下落高度,即只改变触地冲量时,垂直方向和水平径向的K、α值变化不大。这说明在拆除爆破前,可以利用小重锤试验,来预测场地的K、α值。(2)随着缓冲垫层厚度的增加,减震效果明显,试验中的减震率可达92%。但当垫层厚度大于某一临界值时,减震效果趋于平缓。这说明缓冲垫层的厚度对减震效果有一个临界值,当其厚度大于这个临界值时,减震效果便不再明显。
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