爆炸地震效应PDF电子书下载

前言 1

绪论 1

第1章　弹性波理论基础 10

1.1　波动现象与弹性波 10

1.1.1　波动现象 10

1.1.2　弹性波 10

1.2　弹性波的特征参数 12

1.3　波的干涉 13

1.4.2　运动方程 15

1.4.1　介质的弹性常数 15

1.4　弹性波的状态方程 15

1.4.3　波动方程式 17

1.5　体波 19

1.5.1　纵波 19

1.5.2　横波 20

1.5.3　纵波与横波的传播速度 20

1.6　Rayleigh表面波 20

1.6.1　半空间介质中的R波 21

1.6.2　R波的传播及其特点 23

1.7.1　L波存在的条件 26

1.7　Love表面波 26

1.7.2　L波的传播速度 27

1.8　波的反射和折射 27

1.8.1　反射和折射法则 28

1.8.2　弹性波的反射和折射 28

1.8.3　反射波和折射波的能量分配 29

第2章　爆炸及其与岩土介质的作用 32

2.1　爆炸的基本概念 32

2.1.1　爆炸的分类 32

2.1.2　炸药爆炸的基本特征 33

2.2　爆炸冲击波 34

2.2.1　扰动及其特征的变化 35

2.2.2　爆炸冲击波 36

2.2.3　冲击波一维传播的基本关系 36

2.2.4　多方气体近似的爆炸波基本方程 37

2.2.5　凝聚介质中的冲击波 39

2.3　爆炸冲击波与凝聚介质界面的相互作用 39

2.3.1 冲击波在凝聚介质表面附近的传播 40

2.3.2 反射稀疏波 40

2.3.3　反射冲击波 41

2.4　岩土介质的爆炸冲击动力学性能 42

2.4.1　岩石介质的动力学性能 42

2.4.2　土介质的动力学性能 44

2.5　岩石介质中的爆炸作用 47

2.5.1　岩石介质爆炸作用的初始参数 48

2.5.2　洞壁的膨胀 49

2.5.3　耦合与非耦合装药 51

2.5.4　岩体内部变形响应的估计 55

2.6.1　爆炸波在土介质中的传播特征 56

2.6　土介质中的爆炸作用 56

2.6.2　土介质爆炸作用的初始参数 58

2.6.3　爆炸空腔的形成 59

第3章　爆炸地震波 63

3.1　引言 63

3.1.1　爆炸地震波的基本类型 63

3.1.2　爆炸地震效应 65

3.2　爆炸地震波的产生与传播 66

3.2.1　振动强度与装药量之间的关系 66

3.2.2　爆炸地震波的距离衰减关系 66

3.3　爆炸地震波的主要影响因素分析 70

3.3.1　介质特征 71

3.3.2　装药性质 72

3.3.3　起爆形式 73

3.3.4　装药的耦合性 76

3.3.5　地形条件与沟槽效应 78

3.4　微差爆破与两次爆炸事件的联合地震效应 81

3.4.1　两次爆炸事件的联合作用 82

3.4.2　振动时间历史的随机叠加效应 83

3.4.3　两次爆炸事件的联合地震效应 83

3.4.4　场地实验结果 84

3.5　爆炸地震波的频谱特征 85

3.5.1　离散采样信号的Fourier级数拟合 86

3.5.2　地面爆炸时地震波的频谱特征 87

3.5.3　地下爆炸时地震波的频谱特征 90

3.6　爆炸地震波的持续时间长度与初始冲击特性 91

3.6.1　地面振动幅值的持时特征 91

3.6.2　爆炸地震波的初始冲击特征 94

第4章　爆炸振动的时频分析 99

4.1　非平稳随机过程的描述 99

4.1.1　非平稳随机信号的描述 99

4.1.2　非平稳随机过程谱的频率概念 100

4.1.3　非平稳随机过程的功率演变谱 102

4.2　爆炸振动的随机演变描述 103

4.2.1　演变分解的物理过程 103

4.2.2　爆炸振动演变分解的近似存在性 104

4.2.3　随机演变近似的理论原理 105

4.2.4　实例分析 106

4.3　基于Fourier变换的时频分析 110

4.4　连续小波变换离散化的时频分析 111

4.4.1　理论原理 112

4.4.2　小波变换的离散化 113

4.4.3　L-P小波基函数的改进 114

4.4.4　时频特征关系式 115

4.4.5　爆炸振动时频特征分析 116

4.4.6　爆炸振动理论模型的建立 118

4.5　爆炸振动时频特征的多分辨分析 119

4.5.1　爆炸振动信号的小波分解 120

4.5.2　振动能量分布 121

4.5.3　时频特征分析 122

4.6.1　理论原理 124

4.6　基于小波包分解的时频分析方法 124

4.6.2　爆炸振动的小波包变换时频分析 125

第5章　弹性动力学解 131

5.1　球形空腔爆炸的地震波 131

5.1.1　质点位移的理论解 131

5.1.2　常压力爆炸作用下的质点振动分析 133

5.2　弹性半空间表面点载荷的地震波解 135

5.2.1 Laplace变换与Hankel变换 136

5.2.2　问题的描述 137

5.2.3　位移的形式解 138

5.2.4 自由表面上的位移 139

5.3　Lamb点载荷问题的积分变换数值分析方法 145

5.3.1　积分变换形式的位移解 146

5.3.2　Lamb点载荷问题的数值计算方法 146

5.3.3　数值计算结果的对比分析 150

5.3.4　爆炸载荷作用下地震波的数值解 151

5.4　有限尺寸爆炸载荷的地震波 153

5.4.1　基本方程 153

5.4.2　位移关系的求解 155

5.4.3　数值计算结果 158

5.5　地面振动的粘弹性频率响应关系 160

5.5.1 弹性半空间表面的频率响应函数 161

5.5.2　介质粘滞特性的引入 162

5.5.3　粘弹性频率响应关系 163

5.5.4　爆炸地面振动的功率谱 165

第6章　结构振动响应分析 169

6.1　爆炸地震反应谱 169

6.1.1　地震动的反应 169

6.1.2　爆炸地震的反应谱 173

6.2　爆炸振动的随机演变响应 180

6.2.1　振源模型及其基本参数 181

6.2.2　单自由度系统的演变响应解 182

6.2.3　结构响应预测 183

6.3　小波变换方法 185

6.3.1　单自由度系统的瞬态响应 185

6.3.2　多自由度系统的瞬态响应 188

6.3.3　单自由度系统的随机输入输出关系 191

6.4　浮放设备的冲击振动响应 193

6.4.1　刚体冲击振动模型 194

6.4.2　浮放设备的爆炸振动响应 195

6.5.1　RC框架结构模型 196

6.5　振动响应的局部模态效应 196

6.5.2　爆炸振动的高频激励特征分析 197

第7章　爆炸振动的安全性问题 203

7.1　爆炸地震的安全判据 203

7.1.1　爆炸地震的结构安全判据 203

7.1.2　振动敏感的电子仪器设备 206

7.1.3　人体的爆炸振动响应 207

7.2　建筑结构破损的评估与数值模拟分析 208

7.2.1　爆炸地震的激励 209

7.2.2　非线性动力学分析与结构损伤模型 211

7.2.3　三个典型的建筑结构及其简化模型 213

7.2.4　结构损伤指数及其分析 215

7.2.5　结构破损的多层次分析 219

7.3　计算机硬盘驱动器的爆炸振动安全性研究 221

7.3.1　硬盘驱动器冲击振动响应特征的理论分析 222

7.3.2　爆炸振动毁伤试验 228

7.3.3　应用实例分析 234

7.4　边坡的稳定性 236

7.4.1　岩质边坡 237

7.4.2　土质边坡 238

7.4.3　振动频率的影响 241