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城市浅埋大跨隧道爆破振动监测与控制技术研究
作 者: 罗正
导 师: 陈寿如
学 校: 中南大学
专 业: 采矿工程
关键词: 隧道 爆破振动 神经网络 灰关联分析 振动控制
分类号: U455.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
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。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-8 第一章 绪论 8-16 1.1 引言 8 1.2 课题背景及问题的提出 8-9 1.3 爆破振动国内外研究及现状 9-15 1.3.1 爆破地振波传播规律 9-10 1.3.2 爆破振动测试 10-11 1.1.3 爆破振动分析方法研究现状 11 1.3.4 安全判据研究现状 11-14 1.3.5 国内外爆破地振波控制技术的研究现状 14-15 1.4 本文研究内容和方法 15-16 第二章 爆破振动效应的基本理论 16-21 2.1 爆破振动效应 16-20 2.1.1 爆破地振波的产生机理 16 2.1.2 爆破地振波的分类 16-18 2.1.3 爆破振动参数描述 18-19 2.1.4 爆破地振与天然地震 19-20 2.2 爆破振动强度的衰减规律 20 2.4 本章小结 20-21 第三章 建筑物对爆破振动频率的响应 21-32 3.1 建筑物对爆破振动频率的响应特征理论分析 21-26 3.1.1 有阻尼自由振动 22-23 3.1.2 有阻尼强迫振动 23-26 3.2 建筑物对爆破振动频率响应的影响因素 26-28 3.2.1 爆破振动频率 27 3.2.2 建筑物固有频率 27-28 3.2.3 阻尼比 28 3.3 建筑物爆破振动频率响应的实例分析 28-31 3.4 本章小结 31-32 第四章 爆破振动测试与分析 32-48 4.1 隧道爆破条件概况 32 4.2 爆破振动测试 32-38 4.2.1 爆破振动测试的主要内容和目的 32 4.2.2 爆破振动测试系统 32-36 4.2.3 现场爆破振动测试 36-38 4.3 测试数据及其分析处理 38-47 4.3.1 测试结果 38-40 4.3.2 爆破振动传播规律回归分析与段药量控制 40-44 4.3.3 爆破振动时域幅值分析 44-46 4.3.4 爆破振动频谱分析 46-47 4.4 本章小结 47-48 第五章 基于BP神经网络的爆破振速预测 48-60 5.1 概述 48-50 5.1.1 神经元模型 48-49 5.1.2 神经网络模型 49-50 5.2 BP神经网络 50-53 5.2.1 概述 50 5.2.2 BP网络算法 50-52 5.2.3 算法的执行步骤 52-53 5.3 基于BP神经网络的爆破振动速度的预测 53-59 5.3.1 网络层数和传递函数 55-56 5.3.2 初始权值、阀值 56 5.3.3 学习速率 56-57 5.3.4 期望误差的选取 57 5.3.5 训练结果与分析 57-59 5.4 本章小结 59-60 第六章 隧道爆破振动影响因素灰关联分析与振动控制 60-73 6.1 灰色关联分析原理 60-61 6.2 灰色关联分析步骤 61-64 6.3 隧道爆破振动影响因素的灰关联分析 64-67 6.3.1 系统特征变量和相关因素变量的选择 64-65 6.3.2 灰色关联度计算 65-66 6.3.3 结果分析 66-67 6.4 隧道爆破降振措施 67-68 6.5 应用实例 68-72 6.5.1 爆破方案优化前 68-70 6.5.2 爆破方案优化后 70-72 6.6 本章小结 72-73 第七章 结论与展望 73-76 7.1 主要结论 73-74 7.2 展望 74-76 参考文献 76-79 附录 79-88 附录1 图纸 79-81 附录2 MATLAB6.5程序全文 81-88 致谢 88-89 攻读硕士学位期间与专业相关的成果 89
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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 隧道工程 > 隧道施工 > 凿岩、爆破工程
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