[发明专利]一种基于储液罐应力标准的爆破振动安全判据的确定方法

摘要

本发明公开了一种基于储液罐应力标准的爆破振动安全判据的确定方法。其技术方案是：先根据美国APl650标准确定罐壁轴向许用压应力[σ]，再通过数值模拟方法建立数值计算模型，然后采用试算方法使应力薄弱点的轴向压应力σn逐步逼近轴向许用压应力[σ]，得到爆炸荷载安全极限值[P]，最后确定数值计算模型中储液罐在受到爆炸荷载安全极限值[P]时地基的爆破振动速度峰值PPV，并将地基的爆破振动速度峰值PPV除以重要性修正系数k，得到基于储液罐应力控制的爆破振动速度安全判据[PPV]。本发明具有操作简单易行、结果可靠、安全经济的优点，为邻近大型储液罐的爆破施工提供直观的爆破设计依据与安全判据。

主权项

1.一种基于储液罐应力标准的爆破振动安全判据的确定方法，其特征在于所述确定方法的步骤是：步骤1、根据美国APl650标准，利用储液罐的结构参数和罐内液体参数，确定储液罐罐壁轴向许用压应力[σ]：当时，则：当时，则：式(1)和式(2)中：[σ]表示储液罐罐壁轴向许用压应力，Pa，γ表示储液罐罐内液体密度，kg/m3，H表示储液罐罐体总高度，m，D表示储液罐罐体直径，m，ts表示储液罐罐壁厚度，m；步骤2、根据储液罐、地基和储液罐内液体的几何参数与材料参数，通过LS_DYNA动力有限元数值模拟软件，建立数值计算模型；步骤3、在所述数值计算模型中的地基上第一次试算施加爆炸荷载P1，所述第一次试算施加爆炸荷载P1＝(0.5～1.5)×106Pa，即得所述数值计算模型中储液罐的轴向压应力沿储液罐罐壁高度和沿储液罐罐壁环向的分布特征；再确定数值计算模型中储液罐的应力薄弱点，所述应力薄弱点为储液罐罐壁轴向压应力取最大值的位置处，即得数值计算模型中储液罐在第一次试算施加爆炸荷载P1时的应力薄弱点的轴向压应力σ1；步骤4、在所述数值计算模型中的地基上第二次试算施加爆炸荷载P2，所述第二试算施加爆炸荷载P2＝P1+ΔP，即得数值计算模型中储液罐在第二次试算施加爆炸荷载P2时的应力薄弱点的轴向压应力σ2；若数值计算模型中储液罐在第二次试算施加爆炸荷载P2时的应力薄弱点的轴向压应力σ2小于储液罐罐壁轴向许用压应力[σ]，则在所述数值计算模型中的地基上第三次试算施加爆炸荷载P3，所述第三次试算施加爆炸荷载P3＝P2+ΔP，即得数值计算模型中储液罐在第三次试算施加爆炸荷载P3时的应力薄弱点的轴向压应力σ3；……；若数值计算模型中储液罐在第n‑1次试算施加爆炸荷载Pn‑1时的应力薄弱点的轴向压应力σn‑1小于储液罐罐壁轴向许用压应力[σ]，则在所述数值计算模型中的地基上第n次试算施加爆炸荷载Pn，所述第n次试算施加爆炸荷载Pn＝Pn‑1+ΔP，即得数值计算模型中储液罐在第n次试算施加爆炸荷载Pn时的应力薄弱点的轴向压应力σn；若数值计算模型中储液罐在第n次试算施加爆炸荷载Pn时的应力薄弱点的轴向压应力σn小于储液罐罐壁轴向许用压应力[σ]，则在所述数值计算模型中的地基上第n+1次试算施加爆炸荷载Pn+1，所述第n+1次试算施加爆炸荷载Pn+1＝Pn+ΔP，即得数值计算模型中储液罐在第n+1次试算施加爆炸荷载Pn+1时的应力薄弱点的轴向压应力σn+1；所述ΔP表示相邻两次的试算施加爆炸荷载的爆炸荷载增量，ΔP＝(0.2～0.5)×106Pa；若数值计算模型中储液罐在第n+1次试算施加爆炸荷载Pn+1时的应力薄弱点的轴向压应力σn+1大于储液罐罐壁轴向许用压应力[σ]，则确定第n次试算施加爆炸荷载Pn为爆炸荷载安全极限值[P]；然后得到数值计算模型中储液罐在施加爆炸荷载安全极限值[P]时地基的爆破振动速度峰值PPV；步骤5、将所述地基的爆破振动速度峰值PPV除以重要性修正系数k，重要性修正系数k为1.2～2，即得基于储液罐应力标准的爆破振动安全判据[PPV]。