高耸钢筋混凝土烟囱爆破拆除的理论研究和数值模拟

论文摘要

近些年来,在高大钢筋混凝土烟囱定向控制爆破拆除的技术领域,随着待爆烟囱的高度越来越高,待爆烟囱周围的环境条件越来越复杂,要求越来越严格,对定向爆破拆除技术提出了越来越高的要求,要使定向爆破拆除技术在这一领域得到更加广泛的应用和发展,烟囱定向爆破拆除技术必须要由经验设计向科学化和规范化方向发展。本文总结了当前烟囱爆破拆除的理论研究和工程实践现状,认为要提高烟囱爆破拆除安全性,扩大定向爆破拆除技术的适用范围,必须要重视对烟囱定向爆破拆除中的几个关键性的技术难题的深入研究和分析,包括烟囱倾倒过程中的运动规律,前冲、后坐、折断、切口破坏的机理,触地震动等等,其中的几个因素相互联系,紧密相关。本文针对这几个关键因素,研究了烟囱倾倒各个过程的运动规律和受力情况,建立了一套比较接近工程实际的力学数学模型,运用这套力学数学模型,通过编写MATLAB指令对烟囱倾倒过程中的受力和内力分布进行了计算,并对计算结果进行了分析,解析和论证了烟囱前冲、后坐和折断的力学原理,提出了前冲、后坐和折断的判断准则。运用有限元模拟技术模拟了一座钢筋混凝土烟囱的倒塌过程、对烟囱倒塌过程中的运动规律、触地震动的分布规律、减震沟减震效果进行了研究。在研究过程中运用的有限元软件是ANSYS/LS-DYNA。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 国内外烟囱爆破拆除实践现状
• 1.3 问题的提出
• 1.4 烟囱控制爆破拆除技术领域的研究现状
• 1.4.1 理论研究现状
• 1.4.2 工程实验与观测研究现状
• 1.4.3 数值模拟研究现状
• 1.5 本文的主要研究工作
• 2 钢筋混凝土烟囱倾倒过程中的动力学分析
• 2.1 第一阶段：断裂微倾阶段
• 2.2 第二阶段：切口闭合阶段
• 2.3 第三阶段：切口闭合后定轴转动阶段
• 2.4 本章小结
• 3 钢筋混凝土烟囱倾倒过程中前冲后坐问题的研究
• 3.1 力学模型的建立
• 3.2 几何模型的建立
• 3.3 工程实例
• 3.4 后坐问题的分析和计算
• 3.5 前冲问题的分析和计算
• 3.6 本章小结
• 4 钢筋混凝土烟囱倾倒过程中的内力分布和空中断裂现象
• 4.1 计算模型的建立
• 4.2 工程算例
• 4.3 钢筋混凝土烟囱倾倒过程中折断的判断
• 4.4 本章小结
• 5 钢筋混凝土烟囱倾倒过程及触地震动的数值模拟
• 5.1 有限元软件的选取
• 5.2 前处理相关问题
• 5.3 钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除模拟
• 5.3.1 具体钢筋混凝土烟囱和地面有限元模型的建立
• 5.3.2 钢筋混凝土烟囱有限元模拟结果分析
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文的主要研究内容和成果
• 6.2 本文的创新、不足和展望
• 参考文献
• 附录A 弯矩分布规律表
• 附录B 最大拉应力分布规律表
• 附录C 轴力分布规律表
• 附录D 剪力分布规律表
• 在学研究成果
• 致谢