爆炸应力波传播规律与TSP基本原理分析
爆破应力波和地震波
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地震工程
03
地震波在地震工程中被用于研究地震对建筑物的影响，以设计
出更抗震的建筑结构。
案例分析
工程背景介绍
某大型水利工程需要进行爆破施工， 同时需要考虑地震波对工程的影响。
爆破应力波影响评估
评估爆破施工产生的应力波对周围环 境的影响，包括对周围建筑物的安全 影响、对地下水的影响等。
衰减特性
随着传播距离的增加，应力波的强度逐渐衰减， 能量逐渐分散。
3
折射与反射
当应力波遇到不同介质分界面时，会发生折射和 反射现象。
爆破应力波对周围环境的影响
介质破坏
爆破应力波对周围介质产生压力作用，可能导致介质 的破裂、破碎或振动。
振动效应
爆破产生的振动可能对周围建筑物、设施等造成破坏 或影响。
爆破应力波和地震波
目 录
• 引言 • 爆破应力波的基本原理 • 地震波的基本原理 • 爆破应力波与地震波的相似性和差异性 • 工程应用与案例分析 • 结论与展望
01 引言
主题简介
爆破应力波
指在炸药爆炸过程中，爆炸能量 以应力波的形式向周围介质传播 的现象。
地震波
由于地球内部岩层断裂、地壳运 动等原因产生的振动波，能够引 起地表和建筑物振动。
04 爆破应力波与地震波的相 似性和差异性
相似性分析
传播方式
两种波都通过介质传播，即通过岩石、土壤等固体物质传播。
影响因素
传播速度受介质密度、弹性模量等物理性质影响。
破坏作用
爆炸应力波
透波1、一种壁厚渐变蜂窝宽带透波结构采用介电常数渐变结构是一种有效实现宽带透波的方法。
通过一种壁厚渐变六边形蜂窝结构实现，方法：根据蜂窝等效介电常数的近似计算公式和介质介电常数变化分布，计算出该渐变结构的几何参数。
结果表明该结构在垂直入射和大入射角情况下，具有良好的宽带透波特性。
介电常数渐变材料广泛应用于宽带透波、吸波材料设计领域。
仿真结果表明该结构在垂直入射和大角度入射条件下较实心结构具有良好的宽带特性，同时通过仿真验证了该结构周期参数对透波性能的影响。
结果表明，要使等效介电常数满足设计要求，该结构周期要远小于工作波长。
然而由于加工工艺限制，周期无法无限变小。
因此最好根据实际频率上限需要选择合适的周期。
另外，由于该结构蜂窝孔暴露在外界环境可能在实际应用中带来不便，可以考虑通过对蜂窝孔填充低介电常数泡沫材料来避免。
2、对防电磁脉冲屏蔽室与隔震地板关系的看法一些重要的指挥、通信房间既要防电磁脉冲又要隔震，关于计算机屏蔽室与隔震地板就在屏蔽室内部的争论。
结论：：屏蔽室应在隔震地板上安装制作。
3、空气冲击波作用于柔性防爆墙的透射和绕射效应分析_年鑫哲为研究爆炸空气冲击波作用于柔性防爆墙后发生的透射和绕射现象及规律，采用数值模拟方法计算，分析了墙后发生的透射和绕射现象，比较了压力波形的变化特点，得到了墙后压力场变化分布规律。
计算结果表明，柔性墙背后的压力存在两个主要峰值，分别为透射压力峰值和绕射压力峰值。
消波1、双层介质抗暴炸震塌结构的性能研究采用碎石土回填层与钢筋混凝土结构作为抗爆炸震塌结构，若选用低阻抗混凝土做回填层，具有较好的消波吸能性能。
2、沙墙吸能作用对爆炸冲击波影响的数值分析数值模拟，沙墙的消波吸能作用。
3、泡沫混凝土回填层在坑道中的耗能作用数值模拟计算了无耗能层和增设泡沫混凝土耗能层两种情况下坑道结构的动力响应，结果表明泡沫混凝土耗能层可以明显减小结构动力响应，可以用来构筑较理想的消波吸能结构。
爆炸冲击波传播规律数学模型建立
爆炸冲击波传播规律数学模型建立爆炸冲击波传播是一种重要的物理现象，对于爆炸事件的研究和安全防护具有重要意义。
建立一个准确的数学模型，可以帮助我们更好地理解和预测爆炸冲击波的传播规律。
在本文中，我们将针对爆炸冲击波传播规律进行研究，并建立数学模型。
为了建立数学模型来描述爆炸冲击波的传播规律，我们首先需要了解冲击波的特性和影响因素。
爆炸冲击波是由爆炸产生的高温高压气体形成的冲击波，其传播速度和能量密度都会受到爆炸源的性质和环境条件的影响。
在建立数学模型之前，我们需要收集相关的实验数据，并对数据进行分析和处理。
实验数据可以包括爆炸源的特性参数、冲击波传播距离和传播时间等。
通过对实验数据的分析，我们可以发现冲击波传播的一些规律，例如传播速度随距离的变化、冲击波能量衰减的规律等。
建立数学模型的目的是为了通过数学方程描述和预测爆炸冲击波的传播规律。
在建立数学模型之前，我们需要选择适当的变量和参数来描述和影响冲击波传播的因素。
例如，传播距离可以作为自变量，传播速度和能量密度可以作为因变量。
同时，也需要确定数学模型的形式，可以是线性方程、非线性方程或者微分方程等。
在建立数学模型时，我们可以参考一些经典的物理理论和数学方法。
例如，利用流体动力学方程可以描述冲击波的传播过程。
在这个方程中，通过考虑质量、动量和能量守恒的原理，可以建立一个与冲击波传播速度和能量密度有关的数学模型。
此外，还可以考虑其他因素如环境风速、温度等对冲击波的影响，并将其纳入数学模型中。
根据实验数据的分析和数学模型的建立，我们可以开始对爆炸冲击波传播规律进行预测和模拟。
通过数值计算和模拟实验，可以得到冲击波传播的轨迹、速度和能量密度分布等信息。
这些结果可以用于评估和预测爆炸事件的危险程度，从而为安全防护提供依据。
值得注意的是，数学模型是理论上的抽象和简化，并不是完全准确的。
在使用模型的过程中，需要充分考虑模型的局限性和误差。
同时，建立数学模型也需要根据具体的实际情况进行修正和改进。
爆炸波传播的实验与模拟研究
爆炸波传播的实验与模拟研究爆炸波的传播是一个复杂而又具有重要实际意义的研究领域。
无论是在工业生产中的爆炸事故预防，还是在军事领域的武器设计与防护，对爆炸波传播规律的深入理解都是至关重要的。
在实验研究方面，我们首先需要精心设计实验方案，以确保能够准确地测量和观察爆炸波的传播特性。
实验环境的选择尤为关键，要尽量排除外界干扰因素，保证实验结果的可靠性。
实验中，所使用的测量设备必须具备高精度和高响应速度，例如压力传感器、高速摄像机等。
通过这些设备，我们能够获取爆炸波在不同介质中传播时的压力变化、速度变化以及形态变化等关键数据。
为了更全面地了解爆炸波的传播特性，我们会改变实验条件，如爆炸物的种类、量和形状，以及传播介质的性质等。
例如，当爆炸物的能量增加时，爆炸波的强度和传播速度会显著提高。
而传播介质的密度和弹性等特性，也会对爆炸波的衰减和变形产生重要影响。
在模拟研究方面，数学模型的建立是核心工作。
我们基于物理学原理和数学方法，构建能够描述爆炸波传播过程的方程。
常见的模型包括流体动力学模型、热力学模型等。
这些模型会考虑爆炸过程中的能量释放、物质的流动和传热等多种因素。
数值计算方法的选择对于模拟结果的准确性也有着决定性的作用。
有限差分法、有限元法和有限体积法等是常用的数值计算方法。
每种方法都有其优缺点，需要根据具体的问题和计算资源进行选择。
在模拟过程中，还需要对模型进行验证和校准。
这通常通过与实验结果进行对比来实现。
如果模拟结果与实验数据存在偏差，就需要对模型的参数进行调整和优化，以提高模拟的准确性。
爆炸波在空气中的传播是一个常见的研究场景。
当爆炸发生时，爆炸波会以球面波的形式向外扩散。
在传播过程中，波前的压力会迅速下降，同时波的速度也会逐渐减小。
空气的阻力和热传递会导致爆炸波的能量逐渐耗散。
而在水中，由于水的密度和不可压缩性，爆炸波的传播特性与在空气中有很大的不同。
水对爆炸波的衰减作用更强，波的传播速度也更快。
爆炸波传播特性及其应用
爆炸波传播特性及其应用爆炸波是一种在短时间内释放出巨大能量的现象，其产生的压力和能量波动以极快的速度向外传播。
了解爆炸波的传播特性对于许多领域都具有重要意义，从军事应用到工业安全，从自然灾害研究到航天工程，都离不开对爆炸波传播特性的深入理解和应用。
爆炸波的传播特性首先表现在其速度和压力的变化上。
爆炸瞬间产生的高温高压气体迅速膨胀，形成强大的冲击波。
这一冲击波以超音速的速度向外传播，其速度取决于爆炸的能量和介质的性质。
在空气中，爆炸波的传播速度通常可以达到每秒数百米甚至上千米。
随着传播距离的增加，爆炸波的压力会迅速衰减，但仍可能对周围物体造成严重的破坏。
爆炸波的传播还具有明显的方向性。
如果爆炸发生在有限的空间内，例如封闭的容器或隧道中，爆炸波会在壁面之间反射和叠加，形成复杂的压力分布。
这种方向性和反射特性使得在特定环境中的爆炸破坏效果更加难以预测和控制。
在传播过程中，爆炸波还会与周围的介质相互作用。
例如，当爆炸波穿过不同密度的介质时，会发生折射和散射现象。
这不仅会影响爆炸波的传播方向和速度，还可能导致能量的分散和损失。
爆炸波的这些传播特性在许多领域都有广泛的应用。
在军事领域，爆炸波的研究对于武器设计和防御工事的建设至关重要。
例如，了解爆炸波在不同介质中的传播规律，可以帮助设计更有效的炸弹和导弹，提高其杀伤力和打击精度。
同时，在防御方面，通过研究爆炸波对防护结构的作用，可以建造更加坚固的掩体和防护设施，保护人员和装备的安全。
在工业安全方面，爆炸波的知识对于预防和应对爆炸事故具有重要意义。
化工工厂、石油储罐等场所存在着爆炸的风险。
通过对可能发生的爆炸进行模拟和分析，可以采取相应的安全措施，如合理布置设备、设置防爆墙等，以减少爆炸波对人员和设施的危害。
在自然灾害研究中，爆炸波的原理也有一定的借鉴作用。
例如，火山喷发和地震等现象也会产生类似于爆炸波的能量释放和传播。
研究爆炸波的传播特性可以帮助我们更好地理解这些自然灾害的发生机制和影响范围，为灾害预警和救援提供科学依据。
爆炸力学讲义
爆炸力学讲义第一章绪论§1.1 爆炸力学的基本概念爆炸效应是多种多样的，包括物理、力学、化学等多个学科领域，如主要以力学的观点和方法来研究爆炸，则可称之为“爆炸力学”。
郑哲敏教授和朱兆祥教授提出：“爆炸力学是力学的一个分支，是主要研究爆炸的发生和发展规律以及爆炸的力学效应的应用和防护的学科”。
爆炸力学从力学角度研究化学爆炸、核爆炸、电爆炸、粒子束爆炸(也称辐射爆炸)、高速碰撞等能量突然释放或急剧转化的过程，以及由此产生的强冲击波(又称激波)、高速流动、大变形和破坏、抛掷等效应。
自然界的雷电、地震、火山爆发、陨石碰撞、星体爆发等现象也可用爆炸力学方法来研究。
爆炸力学是流体力学、固体力学和物理学、化学之间的一门交叉学科，在武器研制、交通运输和水利建设、矿藏开发、机械加工、安全生产等方面有广泛的应用。
§1.2 爆炸力学的发展历程人们知道利用爆炸能为自己服务已经有很长的历史了，可以说从炸药发明以后就开始了。
黑火药是我国古代四大发明之一，这在我国是家喻户晓的常识，但在西方国家却不这么认为。
丁儆教授在1980年参加美国国际烟火技术会议（IPS)，在会上作报告述及中国发明火药和烟火技术的事实，引起许多欧美学者的惊异，因为西方教材中都说火药是英国的罗吉•培根（Roger Bacon）发明的，为了纠正西方的错误，丁儆教授回国后进行了中国古代火药和爆炸方面历史的研究，研究表明，大约在公元8世纪（唐朝），中国就出现了火药的原始配方，在十世纪已应用于军事，北宋初官修著的《武经总要》中记载有火炮、蒺藜火球和毒烟火球等几种实战武器的火药配方。
宋代周密揆在《葵辛杂记》中记载了火药产生的爆炸事故：“……守兵百余人皆糜碎无余，盈栋皆寸裂，或为炮风崩至十余里外。
”《宋史》记载元兵破静江时有：“……娄乃令所都人拥一火炮燃之，声如雷霆，震城土皆崩，烟气涨天外，兵多惊死者。
”火药的知识由阿拉伯人传入欧洲，直到十三世纪，英国人罗吉•培根才涉及火药的配方和应用，他的工作比中国人晚300~500年。
爆炸力学及爆轰波传播规律
爆炸物质的过程，通常伴随着火焰、气体和压力的突然释放。爆炸力学涉及到爆炸的产生、传播和影响。
爆炸的产生可以通过化学反应、核反应或物理碰撞等方式触发。当产生足够大的能量储备并达到爆炸的分解速率时，就会引发爆炸现象。爆炸的传播可以分为两个阶段：初始爆炸和爆轰波的传播。
爆轰波的传播规律可以用爆轰波方程来描述。爆轰波方程是一个非线性偏微分方程，用来描述爆轰波的传播和演化。爆轰波方程包含了涡街、震荡等复杂的流体力学现象，解析解通常很难得到。因此，研究人员通常使用数值方法来模拟爆轰波的传播。
爆轰波的传播规律对于爆炸安全和防护具有重要意义。了解爆轰波的传播速度和能量分布，可以帮助我们设计更安全的建筑物和设施，以减少爆炸事故的发生和损失。此外，爆轰波的传播规律在军事应用中也很重要，可以帮助我们制定更有效的战略和战术。
在初始爆炸阶段，能量迅速释放，产生高温、高压和大量气体。这个阶段的爆炸过程主要由爆炸装置和引信的设计所确定。爆炸装置通常由炸药和引爆装置组成，炸药的选择和组合决定了爆炸的威力和特性。引信负责在合适的时间点将能量传递到炸药中，以触发爆炸。
在爆轰波的传播阶段，高温、高压的爆轰波以超声速传播。爆轰波是由大量燃烧产生的热能和压力释放而形成的压缩气体波。爆轰波的传播方向由爆炸的起始点决定，通常以球面或柱形向外扩散。爆轰波传播的速度取决于介质的性质、密度和压力梯度等因素。
尽管爆炸是一种破坏性的现象，但我们可以通过深入研究爆炸力学和爆轰波的传播规律来控制和利用它们。爆炸力学的应用领域广泛，例如军事、民用工程、矿井、石油和天然气开采等。通过深入理解爆炸力学和爆轰波的传播规律，我们可以更好地保护人民的生命和财产安全，同时也能推动科学技术的发展和进步。
爆炸应力波
透波1、一种壁厚渐变蜂窝宽带透波结构采用介电常数渐变结构是一种有效实现宽带透波的方法。
通过一种壁厚渐变六边形蜂窝结构实现，方法：根拯蜂窝等效介电常数的近似计算公式和介质介电常数变化分布，计算出该渐变结构的几何参数。
结果表明该结构在垂直入射和大入射角情况下，具有良好的宽带透波特性。
介电常数渐变材料广泛应用于宽带透波、吸波材料设计领域。
仿真结果表明该结构在垂直入射和大角度入射条件下较实心结构具有良好的宽带特性，同时通过仿真验证了该结构周期参数对透波性能的影响。
结果表明，要使等效介电常数满足设讣要求，该结构周期要远小于工作波长。
然而由于加工工艺限制，周期无法无限变小。
因此最好根据实际频率上限需要选择合适的周期。
另外，由于该结构蜂窝孔集露在外界环境可能在实际应用中带来不便，可以考虑通过对蜂窝孔填充低介电常数泡沫材料来避免。
2、对防电磁脉冲屏蔽室与隔丧地板关系的看法一些重要的指挥、通信房间既要防电磁脉冲又要隔農，关于计算机屏蔽室与隔震地板就在屏蔽室内部的争论。
结论：：屏蔽室应在隔震地板上安装制作。
3、空气冲击波作用于柔性防爆墙的透射和绕射效应分析一年鑫哲为研究爆炸空气冲击波作用于柔性防爆墙后发生的透射和绕射现象及规律，采用数值模拟方法计算，分析了墙后发生的透射和绕射现象，比较了压力波形的变化特点，得到了墙后压力场变化分布规律。
计算结果表明，柔性墙背后的压力存在两个主要峰值，分别为透射压力峰值和绕射压力峰值。
消波1、双层介质抗無炸震塌结构的性能研究采用碎石上回填层与钢筋混凝上结构作为抗爆炸役塌结构，若选用低阻抗混凝土做回填层，具有较好的消波吸能性能。
2、沙墙吸能作用对爆炸冲击波影响的数值分析数值模拟，沙墙的消波吸能作用。
3、泡沫混凝土回填层在坑逍中的耗能作用数值模拟汁算了无耗能层和增设泡沫混凝上耗能层两种情况下坑道结构的动力响应，结果表明泡沫混凝土耗能层可以明显减小结构动力响应，可以用来构筑较理想的消波吸能结构。
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第27卷 第2期2010年6月爆 破 BLASTI NGV o.l 27 N o .2Jun .2010DO I :10.3963/.j issn.1001-487X.2010.02.009爆炸应力波传播规律与TSP 基本原理分析*王国斌1,2,利奕年2,杨文东3(1.中国地质大学工程学院,武汉430074;2.湖北省交通规划设计院,武汉430051;3.武汉理大学土木工程与建筑学院,武汉430070)摘 要: T SP 是一种用微量炸药爆破产生地震波进行隧道地质超前预报的技术。
为了更好地了解T SP 基本原理,分析了炸药爆炸所产生的应力波在介质中的传播形式及其能量的分配,推导了应力波传播形式的波动方程。
在此基础上,详细地阐述了T SP 超前预报探测系统工作原理和T SP 测试爆破设计,最后应用TSP 法对某隧道掌子面进行了探测分析。
这些成果可为探测人员进一步掌握TSP 技术提供一些理论参考。
关键词: 爆炸; 应力波; TSP; 爆破设计中图分类号: O 382 文献标识码: A 文章编号: 1001-487X (2010)02-0032-04Anal ysis of Propagation Characteristics of ExplosionStressW ave and Basic Pri nci ple of TSPWANG Guo bin 1,2,LI Yi nian 2,Y ANG W en dong3(1.Schoo l of Eng i n eering ,Ch i n a U niversity o fGeosc iences ,W uhan 430074,China ;2.Co mm un ications Plann i n g and D esi g n I nstitute o fH uhe i Prov i n ce ,W uhan 430051,Ch i n a ;3.Schoo l o f C ivil Eng i n eering and Architecture ,W uhan U niversity of Techno logy ,W uhan 430070,China)A bstract : TSP i s a tunne l geo l og ica l adv anced pred icti on techno l ogy through se i s m ic wave produced by m i nicharge exp l os i on .In o rder to understand t he bas i c princ i p l e o f TPS be tter ,this artic l e ana lysis propagation for m s and energy distr i buti on of exp l os i ve stress wave i n t he m edi um and deduces the vo l a tility equati on o f stressw ave propaga tion for m s .Based on t h is ,this artic l e deta iled l y describes the wo rk i ng pr i nciple o f TSP advanced pred icti on detecti on syste m and T SP testing b l asti ng design .In t he end ,T SP i s appli ed to detect a t unne l face .T hese res u lts can prov i de som e theo retical re f e rences for prob i ng persons t o g rasp T SP techno logy furt her .K ey words : expl o si on ;stress w ave ;tunne l se i s m i c pred i c ti on;blasting desi gn 收稿日期:2010-01-14作者简介:王国斌(1974-),男,博士生,E ma i :l vocar @si na .co m 。
基金项目:湖北省交通科技项目(鄂交科教[2005]361号)0 引言TSP(Tunnel Se is m ic Pred iction)是目前隧道施工超前地质预报最为有效的方法之一,它是一种无损的地震波反射探测技术。
该技术采用微量炸药爆破人为形成多个微振源,利用爆破地震波在岩土体中传播规律来探测隧道施工前方的地质状况。
为了探测技术人员更好地了解TSP 基本原理及其使用,首先,对炸药爆炸所产生的应力波在介质中的传播规律进行了分析,然后,详细地阐述了TSP 超前预报探测系统工作原理和TSP 测试爆破设计及其应用。
1 爆炸应力波传播形式及波动方程1)爆炸应力波传播形式炸药包爆炸所产生的应力波,在介质中的传播形式及其能量的分配是不同的,如图1所示。
在靠近爆源3~7倍药包半径的距离内,以冲击波的形式出现,占爆炸能量的60%以上;在距爆源120~150倍药包半径的距离内,以压缩波的形式出现,占爆炸能量的30%以上;直到距爆源超过药包半径150倍的距离后,才以地震波的形式出现,只占爆炸能量的10%左右[1 2]。
图1 爆炸应力波在介质中的传播形式2)波动方程设有一平面余弦行波,沿X 轴的正向传播,波速为C,取O 作为计算坐标的原点,X 表示各质点在波线上的平衡位置,y 表示振动位移,则质点的振动方程为[3 5]y =A cos t -XC(1)式中,A 为振幅; 为频率;y 为距离坐标原点X 处质点在时刻的位移。
平面波波动方程由(1)式分别对t 和X 求二阶偏微分,得到2y t 2=-A 2cos t -XC 2y X 2=-A 2C2cos t-XC 比较上列2式,即得2y X 2=1C 2 2yt2(2)式(2)所反映的是平面波的共同特征,统称为平面波波动方程,可以证明,在三维空间中传播的一切波动过程,只要介质是理想的,无吸收的各向同性的均匀介质,都符合下式2x 2+ 2y 2+ 2z 2=1C 2 2t2(3)式中, 为位移,该式常称为平面波波动方程。
球面波波动方程将式(3)化成球坐标的形式,并注意到各个径向方向上的传播完全相同,即可得到球面波的波动方程为2(r ) r 2=1C 2 2(r )t2(4)式中, 为位移,r 为沿任一半径方向上离点波源或球心的距离。
2 TSP 超前预报探测系统工作原理TSP(Tunne l Seis m ic Prediction)203p l u s 系统是瑞士Am berg 工程技术公司的最新产品,是一种快速、有效、无损的地震波反射探测技术,人为形成多个微振源,采用微量炸药爆破产生地震波并以球面波的形式在岩体中传播,其中一部分沿掌子面轴向传播,当地震波遇到地层界面、节理面,特别是断层破碎带、溶洞、暗河、岩溶陷落带、淤泥等不良地质界面时,将产生反射波,反射波的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向等均与相关界面的性质和产状相关,并通过不同数据表现出来,然后被高灵敏度的特制地震检波器接收,并被转换成电信号加以放大。
经过电脑处理后,形成反应相关界面或地质体反射能量的影像点图和隧道平面、剖面图;一部分直接向接受器方向传播,被接受器接受,形成首到波,由此可计算波速[6 8]。
纵波波速计算公式:V p =L 1T 1(5)式中,L 1为振源到传感器的距离,m;T 1为首波到达传感器的时间,s 。
从起爆到反射信号被接受,这段时间与距反射界面的距离成比例,由反射时间和地震波的速度进行换算,得出反射面的位置和与隧道轴线的夹角,从而确定出距掌子面的距离和大体的形状,同时还可以通过对波速的计算将岩性的变化显示出来。
进而结合具体的地质情况,预测诸如断层破碎带、软弱岩层、溶洞等影响施工的不良地质构造的位置、宽度、产状等,见图2所示。
图2 T SP 超前预报探测系统工作原理33第27卷 第2期 王国斌,利奕年,杨文东 爆炸应力波传播规律与T SP 基本原理分析反射波传播时间计算公式:T 2=(L 2+L 3)V p =(2L 2+L 1)V p(6)式中,T 2为反射波传播时间,s ;L 2为爆破孔到反射面的距离,m;L 3为传感器到反射面的距离,m 。
3 TS P 测试爆破设计与测试结果分析1)TSP 测试现场爆破设计图3为TSP 测试现场探测布置示意图。
在隧道出边墙距地面约1.0m 高的水平线上,按间距约1.0m 、孔深约1.50m 、孔径35~38mm 、下倾15 ~20 的标准钻24个炮孔,最后1个炮孔距掌子面约50m 。
1只传感器布置在边墙距第1个炮孔约15.0m 的位置,安装传感器的接收孔深约2.0m 、孔径42~45mm 、上倾5 ~10。
图3 T SP 测试现场探测布置示意图(单位:m )爆破使用乳化炸药和瞬时电雷管,每个孔装炸药量一般为50g 左右。
为保证炸药与炮孔严密合,各炮孔装药后灌满水,用软塑 可塑状泥土或锚固剂等进行炮孔填塞。
炮孔按顺序逐个引爆,并由仪器记录下各道信号。
数据采集时,为减少噪声对采集数据的影响,工区内应停止其它施工作业,尤其是针对岩体的作业。
2)TSP 测试结果分析应用TSP 法某隧道K256+854掌子面进行了探测,经过资料整理,形成了该掌子面的TSP 二维反射层面图,见图4所示。
图4 某隧道K 256+854掌子面T SP 探测反射层面图从2D 反射层面图中可以看出,在本预报区段内,主要反射面在K256+804~K256+774处,从2D 图上看,反射面主要由隧道左边墙外侧向隧道方向延伸。
结合现场地质观察情况,推测围岩工程地质水文地质条件如下:K256+857~K256+806段,长51m 。
围岩为薄层状微风化灰岩,硬质岩石。
从2D 图上来看,该段围岩反射面较密集,主要由左边墙外侧向隧道延伸,纵波速度无明显变化,V p =5.0k m /s 。
横波速度在K256+840~K256+820段偏低,推测该小段在雨季时有少量裂隙水。
结合地质条件,推测该段围岩裂隙发育,岩体呈块碎状结构,局部有少量裂隙水。
K256+806~K256+770段,长36m 。
围岩为薄层状微风化灰岩,硬质岩石。
从2D 图上来看,该段围岩反射面密集,纵波速度有一处明显偏低,V p =4.0~5.0km /s 。