D0I:10.13374/j.issn1001053x.1998.06.001 第20卷第6期 北京科技大学学报 VoL.20 No.6 1998年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1998 高耸圆筒形构筑物爆破拆除 物理-力学模型的确定 何军”于亚伦)王双红)张海涛) 1)北京科技大学资源工程学院1000832)中航勘察设计研究院100086 摘要通过建立高耸圆筒形构筑物爆破拆除物理一力学模型，并对这类构筑物爆破拆除过程进 行计算机模拟和爆破参数设计计算机化处理.同时，利用这一物理一力学模型进行了2个工程实 例的分析，证明了所建的物理一力学模型是正确的，计算方法是先进的. 关键词爆破；计算机模拟：物理一力学模型；建筑物 分类号235.37 在圆简形构筑物（如烟囱、水塔等）爆破拆除中，关键是切口尺寸（包括切口长度、形状和 高度)的确定.当前采用的经验公式确定的爆破切口长度为切口处周长的1/2~23，切口高度 为烟囱壁厚的1.5~3.0倍，在工程设计中往往根据设计人员的实践经验取不同的切口尺寸大 小.如我校爆破拆除的1座高27m烟囱的爆破切角达242°，而某单位燥破拆除一高100m 烟囱的爆破切口为周长的0.62倍，即223.2°.有人甚至提出爆破切角只要大于180°即可.随 着经济建设步伐的加快，这类构筑物所处的地理环境日趋复杂，爆破拆除构筑物倾倒方向的 准确性要求也更高，不能允许任何的工程失误，否则造成的经济损失无法计算，因此，这种经 验设计方法越来越无法满足生产要求， 为了解决这一难题，利用计算机对爆破拆除圆简形构筑物过程进行模拟和力学分析不 失为最佳手段.而爆破切口尺寸大小的理论计算方法是进行计算机模拟所需计算模型的关键 内容，本文利用力学方法建立适合于计算机模拟的物理一力学模型， 1物理一力学模型的建立 假设高耸圆简形构筑物各截面密度均匀且相等，不存在造成任何局部应力集中的裂缝和 除切口以外的任何其他缺口；圆筒形构筑物以烟囱为例，切口处所截去材料的质量忽略不计， 1.1回筒形构筑物爆破拆除物理模型 圆简形构筑物爆破拆除的主要原理就是通过在构筑物底部某一高度处爆破出一定尺寸 的切口，利用构筑物本身的自重造成偏心受压失稳，将切口另一侧筒体端部材料拉断，靠近切 口处部分压坏或不损坏情况下，切口上部简体以切口处没有损坏部分为暂时支点按设计方向 发生偏转、倾倒. 切角α的确定是受筒体结构、材料性质（密度）、筒体壁厚、高度、切口处半径和材料最大 抗拉、抗压强度等参数综合作用的结果，在这里，暂不考虑气候造成的影响，如风、雨.因此，可 199711-25收稿何军男，28岁，博士现工作单位为北京市城市建设工程研究院 ◆国家教委博士点基金资助项目第 卷 年 第 期 月 北 京 科 技 大 学 学 报 】 高耸圆筒形构筑物爆破拆除 物理 一 力学模型 的确定 何 军 ‘ 于亚伦 王 双红 张海涛 ’ 北京科技大学资源 工 程学院 中航勘察设计研究院 摘要 通 过建 立 高耸圆筒形 构筑物爆破拆 除物理 一 力学模 型 ， 并 对这类 构筑物爆破拆 除过程 进 行计算机模拟和爆破参数设计计算机化处理 同时 ， 利用这一 物理 一 力学模型进行 了 个工程 实 例的分析 ， 证明了所建 的物理 一 力学模型是正 确的 ， 计算方法是先进 的 关键词 爆破 计算机模拟 物理 一 力学模型 建筑物 分类号 在 圆筒形 构筑物 如烟 囱 、 水塔等 爆破拆 除 中 ， 关键是 切 口 尺 寸 包括切 口 长度 、 形 状和 高度 的确定 当前采用 的经验公式确定 的爆破 切 口 长度 为切 口 处周 长 的 一 ， 切 口 高度 为烟 囱壁 厚 的 一 倍 ， 在工程设计 中往往 根据设计人 员 的实 践经 验取不 同 的切 口 尺 寸 大 小 如我校爆破拆 除 的 座 高 功 烟 囱川 的爆破切角达 。 ， 而某 单位爆 破拆 除一 高 烟 囱 的爆破切 口 为周长 的 倍 ， 即 有人甚 至提 出爆破切 角 只要 大 于 。 即可 随 着 经 济 建设步伐 的加快 ， 这类 构筑物所处 的地理 环境 日趋 复 杂 ， 爆 破拆 除 构筑 物倾倒 方 向的 准确 性 要 求也更 高 ， 不 能允许任何 的工程 失误 ， 否 则造成 的经 济 损失 无法 计算 因此 ， 这 种 经 验设计方法越来越 无法满足生产要求 为 了解 决这一 难题 ， 利用计算机 对爆破拆 除 圆筒 形 构筑物 过 程 进 行 模拟 和 力 学分 析不 失 为 最佳手段 而爆破切 口 尺寸大小 的理论计算方法是 进行计算机模拟 所需 计算模 型 的关键 内容 本文利 用力学方法建立适合于 计算机模拟 的物理 一 力学模型 物理 一 力学模型 的建立 假设高耸 圆筒形构筑物各截面密度均匀且相等 ， 不存在造成任何局 部应力集 中的裂缝 和 除切 口 以外 的任何其他缺 口 圆筒形构筑物 以烟 囱为例 ， 切 口 处所截 去材料 的质量 忽 略不计 回筒形构筑物爆破拆除物理模型 圆筒形 构筑物爆破拆 除的主要 原理 就是 通 过在构筑物底部某 一 高度 处爆 破 出一 定 尺 寸 的切 口 ， 利 用构筑物本身的 自重造成偏心受压失稳 ， 将切 口 另 一侧筒 体端部材 料 拉 断 ， 靠近切 口 处部分压坏 或不 损坏情况下 ， 切 口 上部筒 体 以切 口 处没有损坏部分为暂时支 点按设计方 向 发生偏转 、 倾倒 切 角 的确 定 是 受筒 体结 构 、 材料性 质 密度 、 筒 体壁 厚 、 高度 、 切 口 处半径 和 材 料 最 大 抗拉 、 抗压强 度等参数综合作用 的结果 在这 里 ， 暂不考虑气候造成 的影 响 ， 如风 、 雨 因此 ， 可 一 一 收稿 何军 男 ， 岁 ， 博士 现工 作单位 为北京市城市建设工 程研究 院 国家教 委博士 点基金 资助项 目 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1998．06．001