拆除爆破数值模拟与应用PDF电子书下载

第一篇　绪论 2

1　爆破理论的发展历程 2

1.1　弹性理论阶段 2

1.2　断裂理论阶段 2

1.3　损伤理论阶段 3

2　拆除爆破技术的发展历程与现状 4

2.1　拆除爆破技术的发展历程 4

2.2　拆除爆破技术的现状 6

2.2.1 钢筋混凝土框架结构的爆破拆除 6

2.2.2　砌体结构的爆破拆除 6

2.2.3 高耸筒形结构的爆破拆除 7

3　拆除爆破数值模拟技术的研究现状 8

3.1　综述 8

3.2　有限元法（FEM） 9

3.3　平面杆系有限元法 10

3.4　数值流形方法 10

3.5 不连续变形分析法（DDA） 11

3.6　应用单元法（AEM） 11

3.7　离散单元法（DEM） 12

3.8　有限元与离散元耦合的方法（CFD） 13

3.9　总结 13

4　触地振动效应研究现状 14

参考文献 15

第二篇　拆除爆破数值模拟技术 15

5　框架结构拆除爆破的有限元法模拟 22

5.1　倒塌模式 22

5.2　墙体剪切坍塌模型及力学判据 25

5.2.1　楼房爆破模型 25

5.2.2 爆破缺口的理论计算 25

5.2.3 剪切坍塌的力学判据 26

5.3　结构体运动稳定性分析 28

5.3.1 单自由度结构体系的运动稳定性 28

5.3.2 多自由度体系的运动稳定性分析 30

5.3.3 多自由度结构体系的静力稳定性 30

5.3.4 结构承载力极限与稳定性的关系 31

5.4　建（构）筑物失稳判别 31

5.4.1 框架结构内力的计算 32

5.4.2 建筑物构件承载力的计算 34

5.5　框架结构爆破拆除有限元模拟实例 35

5.6　小结 44

6　钢筋混凝土烟囱折叠爆破有限元法模拟 45

6.1　钢筋混凝土烟囱折叠爆破的力学原理 45

6.1.1 折叠倾倒的动力学模型 45

6.1.2 烟囱折叠运动的可能状态 46

6.1.3　烟囱上切口位置选择 47

6.1.4 上切口处支撑筒壁受力分析 47

6.2　动力有限元分析方法 49

6.2.1 非线性瞬态分析有限元基本理论与方法 49

6.2.2　建模及网格剖分 53

6.2.3 支撑断面应力计算结果及分析 55

6.3　上下切口合理时差的确定 58

6.3.1 支撑断面的受力分析结果 58

6.3.2　折叠倾倒过程动力学模拟结果 58

6.3.3　合理时差 59

6.3.4 实际时差及效果 59

7　离散元法基本理论 60

7.1 概述 60

7.2　离散单元法的发展历史 60

7.3　离散单元法的发展现状 61

7.4　离散单元法的基本思路 61

7.5　离散元法的基本原理 62

7.5.1　接触力的计算 62

7.5.2　块体的运动 64

7.5.3 时间步长的选择 65

7.5.4 阻尼 66

7.6 网格实体模型（SLM）的基本原理 66

7.6.1 网格实体模型的基本思路 66

7.6.2 网格实体模型中梁端力的计算 67

7.6.3　“梁”的强度准则 69

8　拆除爆破离散元法模拟实例 71

8.1　“武汉商场旧楼”拆除爆破数值模拟 71

8.1.1 初始化 71

8.1.2 单元间“梁”的添加 74

8.1.3　输入参数 75

8.1.4　模拟结果 76

8.1.5 模拟结果与实际结果的对比 82

8.1.6 分析 83

8.2　爱尔眼科医院大楼拆除爆破数值模拟 83

8.2.1　初始化 83

8.2.2 单元间“梁”的添加 87

8.2.3　输入参数 88

8.2.4　模拟结果 88

8.2.5 模拟结果与实际结果的对比 94

8.2.6 分析 95

8.3　小结 95

9 DDA方法基本理论 96

9.1 概述 96

9.2　块体的位移和变形 97

9.2.1 块体变形的子矩阵 98

9.2.2 一阶近似 100

9.2.3　联立方程组 101

9.3　单一块体的应力、应变及荷载分析 102

9.3.1　弹性子矩阵 102

9.3.2　初始应力 103

9.3.3 点荷载 103

9.3.4　体积荷载 104

9.3.5　惯性力 105

9.4　块体系统运动学 107

9.4.1 两块体间的距离 107

9.4.2　接触和相互嵌入 109

9.4.3　嵌入准则 111

9.4.4 法向弹簧子矩阵 112

9.4.5　切向弹簧子矩阵 116

9.4.6　摩擦力子矩阵 119

9.4.7 弹簧位置的选择 121

9.5　单纯形积分 121

10 DDA法模拟实例 124

10.1　烟囱计算模型 124

10.2　模型计算参数及爆破荷载 124

10.3　模型计算过程 125

10.4　模拟计算效果 125

10.5　小结 126

11 多刚体动力学模拟方法 127

11.1　多刚体动力学基本理论 127

11.1.1 多刚体动力学原理和特点 128

11.1.2 多刚体动力学基本方程 128

11.1.3　铰的类型和性质 129

11.1.4 多刚体动力学数值求解技术 129

11.1.5 多刚体动力学计算模型 130

11.2　建筑物解体失稳机理模拟 130

11.3　建筑物倒塌运动过程模拟 131

11.4　建筑物倒塌堆积状态模拟 131

11.5 多刚体动力学方法在拆除爆破方案优化中的应用 132

11.5.1　数值模型的建立 132

11.5.2 不同工况下楼房折叠爆破倾倒过程模拟 132

11.5.3　模拟结果讨论 137

11.5.4　爆破方案优化选择 137

参考文献 138

第三篇　拆除爆破触地振动效应与粉尘控制12　结构倒塌触地振动效应 142

12.1 建（构）筑物倒塌触地振动的震源机制 142

12.1.1 建（构）筑物倒塌触地冲击力的计算 142

12.1.2 集中谐和力震源机制 143

12.1.3 分布谐和力震源机制 144

12.2　触地振动特征及减震对策 148

13　拆除爆破降尘技术 149

13.1 目前拆除爆破中常用的降尘方法 149

13.2　爆破粉尘 150

13.2.1 爆破粉尘的来源 150

13.2.2 爆破过程中粉尘飞扬的原因 150

13.2.3　爆破粉尘的特点 150

13.3　拆除爆破降尘的基本思路 150

13.4　拆除爆破降尘实验 151

13.4.1 测点布置 151

13.4.2　测试数据及其分析 151

13.5　爆炸法产生水雾的数值模拟研究 152

参考文献 155

第四篇　拆除爆破工程实例 155

14　拆除爆破工程实例 158

14.1 18层倾斜大楼控制爆破拆除工程 158

14.1.1 工程概况 158

14.1.2　爆破拆除设计总体方案 159

14.1.3　爆破参数设计 160

14.1.4　爆破效果 161

14.2　外滩花园8栋楼房爆破拆除工程 161

14.2.1 工程概况 161

14.2.2　爆破总体设计 162

14.2.3　爆破效果 164

14.3　武汉市江岸区永清片6栋建筑楼群爆破拆除工程 164

14.3.1 工程概况 164

14.3.2　爆破方案 166

14.3.3 5＃、6＃楼爆破参数设计 166

14.3.4　爆破效果 167

14.4　双向折叠爆破拆除100m钢筋砼烟囱 168

14.4.1 工程概况 168

14.4.2　爆破方案的确定 169

14.4.3　爆破切口设计 170

14.4.4　起爆网络 171

14.4.5　爆破效果 172

14.5　武汉商场旧楼拆除爆破工程实例 173

14.5.1 工程概况 173

14.5.2　拆除方案的选择与确定 174

14.5.3　爆破参数设计 175

14.5.4　安全设计 176

14.5.5　爆破效果 177

14.5.6　振动效应监测 177

14.6　爱尔眼科医院大楼爆破拆除工程 178

14.6.1 工程概况 178

14.6.2　爆破方案的选择与确定 180

14.6.3　预处理与预拆除 181

14.6.4　技术设计 181

14.6.5　爆破效果 182

14.7　龙华大厦爆破拆除工程 182

14.7.1 工程概况 182

14.7.2　爆破方案的选择 184

14.7.3　爆破参数设计 185

14.7.4　安全技术 186

14.7.5　爆破效果 186

14.8 150m高钢筋混凝土烟囱爆破拆除实例 187

14.8.1 工程概况 187

14.8.2　爆破方案的确定 188

14.8.3　爆破切口设计 188

14.8.4　爆破参数设计 190

14.8.5　安全设计 190

14.8.6　爆破效果 190

14.8.7　振动监测结果 191

14.9　定向与双向三次折叠爆破拆除两栋19层框剪结构大楼 192

14.9.1 工程概况 192

14.9.2　爆破拆除设计方案 193

14.9.3　爆破效果 195

14.10　徐家河水库灌区陈家嘴渡槽爆破拆除实例 196

14.10.1 工程概况 196

14.10.2　总体拆除方案 198

14.10.3　爆破参数设计 199

14.10.4　安全设计 200

14.10.5　爆破效果 201

14.11 40m高倒锥形水塔爆破拆除工程 201

14.11.1 工程概况 201

14.11.2　爆破方案 202

14.11.3　爆破切口设计 202

14.11.4　爆破参数设计 203

14.11.5　安全设计 204

14.11.6　爆破效果 204

14.12 75m高砖烟囱爆破拆除工程 205

14.12.1 工程概况 205

14.12.2　爆破方案 206

14.12.3　爆破设计 206

14.12.4　爆破效果 207