爆破扰动下储油罐响应分析

发布时间：2023-06-06 20:22

　　在石油储备基地的改扩建工程中,往往需要用到工程爆破手段,爆破产生的地震效应对近区在役储油罐形成安全威胁。本文针对储油罐近区岩土爆破开挖引起的储油罐动力扰动问题,设计了一套可重复使用的储油罐近区爆破模型试验装置,并运用HHT数据分析方法,再结合ANSYS/LS-DYDA数值模拟,对爆破振动下储油罐响应规律进行了系统研究,研究成果可供工程设计参考。(1)通过模型试验,发现同一工况下储油罐竖向测点Z方向振速呈现出高程放大效应,环向测点振动速度从迎爆面到背爆面逐渐减小;储油罐质点振动速度随储液高度增加Z方向呈现出明显的放大效应;储油罐测点的振速随爆源深度的增加呈现减小的趋势,当爆源深度由70cm增加至100cm时减小速率最快。(2)通过HHT分析,发现储油罐振动频率绝大部分在0～200Hz范围内的低频区域,且主振频率为0～50Hz;储油罐爆破振动信号能量随测点高度的增加在时间、频率范围上逐渐增大;储油罐瞬时能量随着储液高度的增加呈先增大后减小趋势,并且在储液高度为3/4罐时达到最大值;储油罐测点瞬时能量随爆源深度的增加先减小后增大,在70～100cm时爆破振动较小;拟合出了不同爆源深度下测点瞬...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 爆破振动下储油罐动态响应的研究现状
        1.2.2 爆破振动信号分析的研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第二章 HHT信号分析的理论及应用
    2.1 HHT分析方法
        2.1.1 EMD分解
        2.1.2 Hilbert变换
    2.2 HHT方法的优缺点
    2.3 基于时变滤波经验模态分解原理
        2.3.1 估计局部截至频率
        2.3.2 获取局部均值函数
        2.3.3 结束准则
        2.3.4 TVF-EMD处理流程
    2.4 基于改进的HHT分析的爆破振动信号效果
    2.5 本章小结
第三章 爆破振动下储油罐动态响应模型试验
    3.1 储油罐模型爆破试验方案
        3.1.1 试验模型
        3.1.2 测点布置与监测仪器
        3.1.3 实施步骤
    3.2 试验结果与分析
        3.2.1 爆破应力波的传播特征
        3.2.2 爆源深度对储油罐测点振速影响
        3.2.3 储液高度对储油罐测点振速影响
        3.2.4 储油罐竖直方向测点振速变化规律
        3.2.5 储油罐环向测点振速变化规律
    3.3 本章小结
第四章 基于HHT方法的储油罐爆破振动信号分析
    4.1 基于HHT方法的振动特征分析
    4.2 瞬时能量峰值分析
    4.3 Hilbert边际谱分析
    4.4 三维能量图分析
    4.5 本章小结
第五章 爆破振动下储油罐动力响应数值模拟
    5.1 爆破振动下储油罐的计算模型
        5.1.1 模型参数
        5.1.2 数值模拟结果
    5.2 爆破振动下储油罐的振动规律
        5.2.1 储油罐高度方向的质点振动规律
        5.2.2 储油罐环向的质点振动规律
    5.3 储液高度对储油罐振动特性的影响
    5.4 爆源深度对储油罐振动特性的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足和展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文及专利
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：3832162