爆破振动速度波形图
爆破振动安全允许标准
注2：频率范围根据现场实测波形确定或按如下数据选取：硐室爆破f小于20 Hz，露天深孔爆破f在10 Hz～60 Hz之间，露天浅孔爆破f在40 Hz～100 Hz之间，地下深孔爆破f在30 Hz～100 Hz之间，地下浅孔爆破f在60 Hz～300 Hz之间。
6
水工隧道
7～8
8～10
10～15
7
交通隧道
10～12
12～15
15～20
8
矿山巷道
15～18
18～25
20～30
9
水电站及发电厂中心控制室设备
5～9
8～12
10～15
10
新浇大体积混凝土(C20)：
龄期：初凝～3天
龄期：3天～7天
龄期：～28天
～ ～ ～
～ ～ ～
～ ～ ～
爆破振动监测应同时测定质点振动相互垂直的三个量。
爆破振动安全允许标准
表4爆破振动安全允许标准
序号
保护对象类别
安全允许振速v(cm/s)
f≤10Hz
10 Hz<f≤50Hz
f＞50Hz
1
土窑洞、土坯房、毛石房屋
～
～
～
2
一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物
～
～
～
3
钢筋混凝土结构房屋
～
～
～
4
一般古建筑与古迹
～
～
～
5
运行中的水电站及发电厂中心控制室设备
～
～
～
施工爆破地振动波传播规律的数值模拟分析
施工爆破地振动波传播规律的数值模拟分析1 工程概况龙头山隧道左右线进口最小净距23m ，洞身左右线最大净距51m ，出口最小净距20.8m 。
龙头山隧道采用光面爆破开挖，根据不同围岩类别采用不同的炮眼布置和不同的装药量。
Ⅳ、Ⅴ类围岩采用台阶法开挖，掏槽眼3.5m ，其它眼深度3.3m ，预计进尺3.0m 。
采用非电毫秒雷管及2号岩石硝铵炸药。
Ⅳ、Ⅴ类围岩采用四臂台车钻孔，孔径Φ43mm ，周边眼采用Φ25mm 药卷间隔装药。
Ⅳ、Ⅴ类围岩爆破孔布置如图1所示，掏槽眼布置图如图2所示。
（一）部掏槽眼采用连续装药结构，布设10个孔，平均每孔装药量2.34kg ，小计装药量总合23.4kg 。
起爆雷管段别为1、3。
图1 Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖炮眼布置图图2 掏槽眼布置图掏槽眼段采用2号岩石硝铵炸药，其爆速为3000m/s ，密度为1g/cm 3。
计算输入参数如表1所示。
完整岩石的力学参数 表12 计算模型的建立根据龙头山地质剖面图，截取一定范围纵向160m ，横向近500m ，高度模拟一定坡度建立如图3所示计算模型图。
模型共划分节点，单元95158个。
其中对已经施工完成的结构用板单元模拟，定义成弹性材料属性。
围岩采用实体单元建模，并且定义材料属性为摩尔-库仑。
边界采用曲面弹簧单元模拟。
图4为隧道网格图，图5为隧道内部结构图，图6为油库位置图，图7为模型网格图。
计算采用MIDAS-GTS 有限元分析软件进行。
对于爆破振动引起的冲击荷载，采用时程函数来模拟，并转化成作用到孔壁上的孔壁压力，图8给出了计算过程中施加在爆破面上的面压力。
它是一个时程函数。
其荷载衰减形式如图9所示。
模型模拟情况为：沿隧道开挖方向取Ⅱ类围岩60m，Ⅲ类围岩40m，Ⅳ类围岩40m，Ⅴ类围岩20m。
其中左右线二衬施作完成10m，拆除临时支撑但尚未施作二衬段30m，临时支撑尚未拆除段30m，30m仅开挖了两侧壁上台阶导洞段30m，即爆破面距离临时支撑最近位置为30m。
爆破有害效应及防护
爆破有害效应及防护爆破利用炸药的爆炸能量对介质做功，达到预定工程目标的作业，如水电工程的岩土爆破、建筑物的拆除爆破等。
爆破时对爆区附近的保护对象可能产生的影响和危害，称爆破有害效应，如爆破引起的地震、个别飞散物、空气冲击波、噪声、水中冲击波、动水压力、涌浪、粉尘、有毒气体等。
岩土爆破时产生的作用效应见图9-1。
由图9-1可见，爆破过程中，炸药的爆破能量使岩体产生压缩粉碎区、破坏区和振动区，压缩粉碎区内的岩体完全破碎，这是要求爆除的岩体，破坏区内的岩体产生很多径向和环向的裂缝，岩体的一些物理力学性质发生变化，振动区内的岩体一般不会产生破坏。
当炸药埋深不大时，爆炸产物向大气中逸散，产生一系列作用效应：破碎岩石飞散形成飞石和粉尘、爆轰波向大气扩散形成空气冲击波和噪声、炸药化学反应生成的毒气向空气中扩散。
水电工程爆破有害效应造成的影响，大致可以归纳为以下几个方面：①爆破地震波对大坝混凝土、厂房、地下洞室、地基基础灌浆体的振动影响；②爆破对边坡稳定的影响；③岩土爆破对大坝及建筑地基的影响；④拆除爆破对保留部分的影响；⑤爆破对各类机械设备、电气仪表、输变电系统的影响；⑥水下爆破水击波、动水压力及涌浪对水生物、船舶、闸门及其他水工建筑物的影响；⑦爆破飞散物、毒气、空气冲击波、噪声等对人体的影响。
由于爆破的类型、对象和目的的不同，爆破所产生的危害影响各不相同。
爆破危害影响的程序与爆破技术、爆破参数、施工工艺，以及地质构造岩体物理力学性能、建筑物结构特点等众多因素有关。
通过大量的工程实践和试验研究，爆破技术不断改进和完善，发明和生产了性能良好的炸药和各类先进的起爆器材，针对不同的岩体地质构造和物理力学性能和各类建筑物的特点，合理选择爆破参数进行爆破设计，采用先进可靠的施工工艺。
在各类工程爆破中，已总体掌握了影响的各因素之间的相互关系以及爆破作用效应的基本规律，可实现即能达到设计所要求的工程爆破效果，又可将爆破危害影响降至最低限度，同时采取有效的防护措施，实现将爆破有害效应控制在安全标准允许的范围之内。
爆破震动作用下巷道稳定性47页PPT文档
8.2.1 纵波作用下巷道围岩应力状态
其应力分量和位移分量为
x
G
[
1
2 r1 2
r1 2
2 y2
1 r1 2
2 x2
2
2 xy
];
y
G[ 1 r1 2
2 y2
1 2 r12 r1 2
2 x2
2 ] ; xy
xy
G [2
2 xy
2 y2
cs
Eg 2 (1 )
特征：横波在岩体中传播时引起剪应力。计算时也可简化为简谐波。
地震波 地震波传播区：在爆源远区，即超出（400～500）R0以外。 特征：波长较大，振幅较小；导致岩体中裂隙张开并影响工程稳定性。
8.1.2 影响应力波的因素
岩石性质：岩石的种类、组成、孔隙性、含水率等都影响应力波波速。
直达波在自由表面还会产生一种衍射波 如瑞利波（表面波），它能引起巷道周 边变形。
8.1.4 应力波产生的应力场
各向同性岩体深处，距爆心相当远处一单元体应力状态，是纵波和横波 共同作用产生。
纵波速度最大（约为横波的1.5～2倍）因此单元体最先受纵波作用。
当纵波沿X轴传入时，压缩波波强
为p，则单元体上应力为：
应力波 应力波传播区：在爆源中区，即超出（10～15）R0以外，至（400～500）
R0之间，是冲击波衰减后形成的。
8.1.1 冲击波、应力波和地震波
应力波波型及其特征：
纵波：波的传播方向和介质振动方向相同，波速为cP
cP
Eg(1) (1)(12)
E、μ、ρ－岩石的弹性模量、泊松比和密度；g－重力加速度。
8.1.3 应力波的界面效应
爆破振动速度
概述爆破时通过炸药能量的释放，使炮孔周围介质破碎，同时由于爆破应力波作用又使远处介质产生剪应力和拉应力，使介质产生裂隙；剩余的一部分能量以波的形式传播到地面，引起地面质点的振动，形成爆破地震。
地面与地下工程结构均受爆破地震的影响，在爆破工程设计时需根据实际情况进行爆破地震强度的检算。
近年来，爆破拆除工程日益增多，为了不致损伤破坏爆体周围的建筑与设备，严格控制爆破振动是极为重要的。
因此，在控制爆破设计中，同样需要进行爆破强度的检算。
爆破地震与自然地震爆破地震与自然地震有相似之处，即二者都是急剧释放能量，并以波动的形式向外传播，从而引起介质的质点振动，产生地震效应。
但爆破地震还有以下特点：一、爆破地震的震源能量小，影响范围小；二、持续时间短，爆破地震一般在0.1～0.2 S左右，而自然地震持续时间长，一般在10～40 S左右；三、爆破地震振动频率高，而自然地震一般是低频振动；四、可以控制爆破震源大小及作用方向；五、通过改变爆破技术可以调节振动强度。
虽然在同一地点的两种地震波参数相同，但爆破地震对该处建筑的影响和破坏程度要比自然地震轻。
因此，对于爆破地震问题不应按自然地震的计算方法来处理。
爆破振动速度爆破所引起的地面振动与天然地震一样，是一个非常复杂的随机变量。
它是以波的形式传播的，其振幅、周期和频率都随时间而变化。
振动的物理量一般用质点的振速、加速度、位移和振动频率等表示。
用振动的哪些物理量作为衡量爆破地震效应强度的判据，在不同的工程实践中，各有侧重。
目前，国内外多采用地面质点的振动速度作为衡量爆破地震效应强度的判据。
这是因为：一、它可以使爆破振动的烈度与自然地震烈度相互参照；二、目前采用的速度传感器及二次仪表比较普遍，标定与信号检测较容易。
三、便于换算与结构破坏判据相关的参数。
爆破振动速度的计算岩石介质的振动矢量是由相互垂直的三个方向的矢量和求得的。
一般用垂直振动速度作为判据。
在理论的推导上，由于爆破振速的大小与炸药量、距离、地形、爆破方法等有关，推导出的公式（经验公式）较多，目前使用较多的是由相似理论量纲分析的结果，给出按药量立方根比例推算的方法决定函数关系（萨道夫斯基提出的经验公式）v=k(Q^(1/3)/R)^α式（1）式中：V为爆破产生的振动速度（cm/s）；K为介质系数；α为衰减系数；Q为最大一段装药量（kg）；R为测点与爆心的距离（m）。
爆破震动公式
爆破震动平安技术爆破震动平安允许震速爆破振动强度计算〔1〕V=K·(Q1/3/R)α式中Q：一次起爆最大药量；kgV—控制的震动速度，cm/sK-爆破介质为普坚石，但保护的民房与爆破地岩石之间的有些软岩与土层相隔，R-装药中心至保护目标的距离m在不同距离上的的地面质点震动速度计算如表：爆破震动速度表式中:KR ——爆破振动平安允许距离，单位为米(M);Q ——炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克(kg);V ——保护对象所在地质点振动平安允许速度，单位为厘米每秒(cm/s);K、α——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，为确保爆区周围人员和建筑物等的平安，必须将爆破震动效应控制在允许围之。
目前通常采取如下技术措施来控制或减弱爆破地震效应1〕限制一次齐发爆破的最大用药量确定合理的爆破规模及正确的爆破设计与施工，充分利用爆炸能的有用功，也就是根据爆破的目的要求和周围环境情况，按允许最震效应原则应用公式计算确定一次允许起爆的最大药量。
如：一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物最大平安允许震速为3.0cm/s，可计算出最大起爆药量为17kg。
〔K取250，a取1.8，R为30m〕。
2〕采用微差爆破技术根据微差爆破原理，采用微差爆破技术可以使爆破地震波的能量在时空上分散，使主震相的相位错开，从而有效地降低爆破地震强度，一般可降低30％～50％。
3〕预裂爆破或减震沟减震在爆破区域与被保护物体之间，预先钻凿一排或二排密集减震孔、或采用预裂爆破形成一定宽度的预裂缝和预开挖减震沟槽等，均可收到明显的减震效果，一般可减弱地震强度30％～50%。
为了提高减震效果，预裂孔、缝和沟应有一定的超深〔20～30cm〕或宽度〔不小于1.0cm〕，而且切忌充水。
4〕采用低威力、低爆速炸药降震根据能量平衡准则，采用低爆速、低威力可以明显地降低爆破地震强度。
5〕采用合理的装药构造实践证明：装药构造对爆破震动有明显的影响。
爆破震动信号的小波分析
爆破震动信号的小波分析摘要：采用小波分析原理对爆破震动信号进行小波分析，根据爆破震动信号的时频分布，求出了不同频带的相对能量分布，得出了爆破震动信号能量的分布规律，通过实例证实爆破震动信号的能量能反映出爆破3要素（速度、频率、时间）的综合作用。
关键字：爆破震动信号，小波分析，能量分布1引言爆破所引起的震动是由不同频率、不同幅值的波动在一个有限时间范围内组合的随机过程。
振幅、频率和持续时间被称为爆破震动的三要素，而最大振幅又与速度、加速度密切相关。
若已知位移、速度和加速度三个参数中的任一个，经过积分或微分便可求出另二个。
故速度、频率和持续时间也是表征爆破震动强度的三个必不可少的参量。
爆破地震波是由不同频率、不同幅值的波在一个有限时间范围内组合的随机过程。
爆破地震波的频率成分、频带范围很宽，其最大振幅所对应的主频率范围一般主要集中在0.5~200Hz。
频率特性在爆破震动波对结构体危害中的作用在于结构体对于介质中传来的爆破震动波的选择放大，从爆源传来的大小和周期不同的爆破震动波群进入结构体时，结构体会使与结构体固有周期相一致的某些频率波群放大并通过，而将另一些与结构体固有周期不一致的某些频率波群缩小或滤掉。
正是因为结构体对于震动频率的选择，使得频率对于爆破震动的危害显得尤为重要。
小波变换具有较好的时频特性，研究爆破震动信号不同频带的能量分布，作为判断爆破震动对建（构）物的影响依据。
2爆破震动信号小波分析原理小波分析是一种变分辨率的时频分析方法。
当分析高频信号时(对应小尺度)，时窗自动变窄，因而具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率；分析低频信号时(对应大尺度)，时窗自动变宽，因而具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，这正符合实际非平稳信号的高频信号变化迅速、低频信号变化缓慢的特点。
小波函数的这种在时域和频域同时具有良好的局部化特性，使它在分析信号时具有“自适应性”，这正是小波分析一个非常突出的优点。
爆破振动速度与破坏程度的关系
爆破振动速度与破坏程度的关系【分享】：来自炸药及爆炸作用书籍，版权属于原作者，仅仅分享，如有不妥，告知删除。
爆破振动速度与破坏程度的关系1 爆破振动强度的衡量标准爆破地震破坏的强弱程度称为振动强度或振动烈度。
振动强度可用地面运动的各种物理量来表示，如质点振动速度、位移、加速度和振动频率等。
但是，通过对大量爆破振动量测数据研究后得出，用质点振动速度来衡量爆破振动强度更为合理。
理由是：（1）质点振速与应力成正比，而应力又与爆源能量成正比，因此振速即反映爆源能量的大小。
（2）以质点振速衡量振动强度的规律性较强，且不受频率变化的影响，美国矿业局用回归分析法处理了美国、加拿大和瑞典三国的实测数据，这三组数据是使用不同仪器在不同施工条件下建成的住宅中试验量测所得。
结果得出一条质点振速不随频率而变化的等值直线。
这充分说明，以质点振速作为安全判据，可适用于不同的测量仪器，不同的测量方法和不同的爆破条件。
（3）质点振动速度与地面运动密切相关。
分析大量实测数据表明，结构的破坏与质点振动速度的相关关系比位移或加速度的相关关系更为密切。
（4）质点振动速度不受地面覆盖层类型和厚度的影响，而地面运动的多数参数则都会受到影响。
例如在低弹性模量的土壤中，应力波传播速度低；随覆盖层厚度增加，振动频率明显下降，地面质点位移就会增大。
在不同类型和不同厚度和覆盖层中进行的试验结果表明，虽然地面运动的多数参数会随着覆盖层厚度的变化而变化，但对于引起结构破坏的质点振动速度却未受到明显影响；因此，将质点振动速度作为衡量爆破振动安全判据是有利的。
目前我国也和大多数国家一样，以质点振动速度作为衡量爆破振动烈度的判据。
一般情况下，把爆破振动速度控制在《爆破安全规程》规定的范围内，可以保证正常房屋不致受到破坏。
特殊环境下实施爆破时可以根据房屋的实际抗震能力及设计抗震烈度值来确定其爆破振动速度的极限值（表1）。
表1 抗震烈度与相应的地面质点运动速度值2 爆破振动速度与破坏程度的关系岩石开始破坏的振动速度是50~100cm／s。
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六、波形图与频谱图
8月15日：
测点1
测点1-X方向
测点1-y方向
测点1-Z方向
测点2
测点2-X方向
测点2-y方向
测点2-Z方向
测点3
测点3-X方向
测点3-y方向
测点3-Z方向
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测点4-X方向
测点4-y方向
测点4-Z方向
测点5
测点5-X方向
测点5-y方向
测点5-Z方向
8月18日:
测点1
测点1-X方向
测点1-y方向
测点1-Z方向
测点2
测点2-X方向
测点2-y方向
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测点3
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测点3-y方向
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测点5
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8月19日：
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测点1-y方向
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测点2
测点2-X方向
测点2-y方向
测点2-Z方向
测点3
测点3-X方向
测点3-y方向
测点3-Z方向
测点4
测点4-X方向
测点4-y方向
测点4-Z方向
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测点5-X方向
测点5-y方向
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8月21日：
测点1
测点1-X方向
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测点1-Z方向
测点2
测点2-X方向
测点2-y方向
测点2-Z方向。