爆破地震效应
爆破施工学习情境7 爆破有害效应分析与防治
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②保证堵塞质量，特别是第一排孔。如果掌子 面出现较大后冲，必须保证有足够的堵塞长度，水 ③重视异常地质现象，采取必要措施。例如断 层、张开裂隙处要间隔堵塞，溶洞及大裂隙处要避 ④ ⑤地下巷道爆破，可利用障碍、阻波墙、扩大 室等结构来减轻巷道的爆炸空气冲击波。 ⑥在爆破点与保护物之间构筑障碍物，阻挡爆
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2. 1 衡量爆破震强度的物理量有质点振动速度、 振动加速度、振动位移、强烈度和能量比等，究竟 哪一个物理量能真实地反映爆破振动的强度，目前 尚无定论。适宜的物理量应是能描述爆破地震波的 传播变化规律，与爆源能量大小和爆心距有很好的 相关性，并能建立正确的互换关系，又能很好地表 征爆破地震对建筑物、设施不同程度的破坏特征。
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(3）限制一次爆破的最大起爆药量。 (4）在重要和敏感的保护对象附近或爆破条件 复杂地区进行爆破时，应进行爆破地震监测，以确 (5）采用空气间隔装药结构或使用做功能力低、 爆速低的炸药。根据爆破工程类别，采用适宜的空 气间隔、不耦合、垫层装药结构或使用做功能力低、
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任务2 1. 炸药爆炸时，瞬间释放出巨大的能量，爆炸气 体的温度达摄氏几千度，压力可达10 000MPa 以上。这种高温高压的气体团以很高的速度向周围 介质膨胀、压缩和冲击，使其状态迅速发生变化， 形成以超声速向外传播的间断面，即爆炸冲击波的 陡峭波阵面，而在爆炸气体内产生稀疏波。
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3 在爆破设计时，为避免爆破震动对周围建筑物 产生破坏性影响，必须计算爆破震动的安全距离， 即爆破震动不至引起被保护对象破坏的爆心至被保 护对象的最小距离。利用式得到爆破震动安全距离 s。
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3. (1）采用微差(延时)爆破。实践表明，段间隔 时间大于100ms时，降震效果比较明显；间隔时间 小于100ms时，各段爆破产生的地震波不能显著分 开。 (2）采用预裂爆破或开挖减震沟槽。在爆破体 防震孔可以起到降震效果，降震率可达到30%～5 0％。
炸药的爆破公害
炸药的爆破公害炸药造成的爆破公害是近年来提出的。
爆破，以前的用途仅限于矿山与野外土建工程，但随着爆破应用范围的扩大，人们对其公害不得不引起重视。
爆破公害涉及面很广。
这里仅就冲击波、地震效应、有毒气体、炮烟熏人作简要说明。
希望大家在工作中引起注意。
1、冲击波：炸药在空气中爆炸产生的爆炸气浪是以爆炸点为中心以球面状扩展，形成立体状冲击波，冲击波在空气中传播逐渐减弱，最后变为音波。
立体冲击波随着距离增加而衰减。
冲击波对建筑物造成损坏，由于各种条件变化。
比如受压面积，建筑物支撑、距爆炸点距离等。
2、地震效应：爆破地震效应是爆破公害中最重要问题之一，强烈的震动所引起的破坏，大体上可分为两类。
一类是建筑物所受的影响，另一类发生于地震本身。
在城市、工矿企业、居民区附近的地区进行爆破时，首先可考虑前者对已有建筑物造成损坏的可能。
修筑路塹、堤坝等巨大工程中，即必须避免建筑物基础受震破裂或变形。
3、有毒气体:炸药的配比，大体都是按零氧平衡确定的，从理论上讲，爆炸后产生的气体是二氧化碳、氮气和水蒸气，这些气体是无毒的。
但是，由于炸药加工质量（细度、混合均匀度、水分含量、炸药卷纸、含蜡量和药卷密度等）爆破介质、装炮方法等条件的变化，炸药爆炸后，总会不同程度地产生有毒气体，主要是一氧化碳和氮化物。
一公斤炸药含烟量约200~300升。
而其中约80~100升为有毒成分。
一氧化碳能阻止人体红血球吸收氧气，造成人体缺氧。
氮氧化合物的危害性更大，能刺激人体粘膜组织，特别是伤害肺组织，造成肺肿。
这些气体使人中毒的症状，轻者头痛、恶心呕吐，重者神志失常，昏迷不醒，严重时可以致命。
4、炮烟熏人：如果工作面通风不好，风量不足，炮烟不能及时排出，人员提前进入炮区，炸药量过多，变质、受潮产生爆燃、充填不足、巷道太长，炮烟长时间浮游在巷道中形成循环风，使人员慢性中毒。
从以上各种情况说明，我们要对爆破公害有新的认识，首先要掌握爆破安全知识，不但要保护好自己，也要保护好别人。
爆破地震累积效应理论和应用初步研究
爆破地震累积效应理论和应用初步研究本文首先从爆破地震波的传播规律与作用机理、爆破地震的预测与预报和爆破震动安全判据与爆破震动控制三个方面论述了爆破震动效应的研究现状，接着阐述了爆破震动累积效应研究的前期前提性研究工作，分析了爆破震动效应研究的不足和对将来研究工作的展望，指出在不断深入探讨与完善爆破地震安全判据的同时，也意味着从不同角度来探讨和研究爆破地震效应理论的必要性。
从而提出主要针对地下工程开挖推进式重复爆破作业和矿山开采生产循环爆破作业进行爆破震动累积效应研究的创造性概念。
在全面分析爆破地震波的特征和岩体动态力学性质的基础上，阐述了爆破地震波的传播、能量、频幅与危害特征，指出爆破地震波具有非重复性与不可预见性、频谱的丰富性与集中性、危害的隐藏性与不可估量性以及传播特性方面的可变性与多样性。
同时指出在爆破地震波动载荷作用下，岩石与岩体均会产生损伤累积。
从地面与地下建(构)筑物所受的影响和地层本身的影响两方面全面阐述分析了爆破震动累积效应现象，理论和试验分析论证了爆破震动累积效应的存在，研究指出围岩介质体的爆破震动累积效应主要体现地两个方面：围岩介质性质的劣化，即破坏性效应，和介质性质的强化，即局部介质强度指标的强化调整。
在断裂力学与损伤力学理论框架下，论述了爆破震动累积作用机理，其基本框架是，介质中原有的不连续结构面(体)系列缺陷在爆破地震波的动载荷作用下，因微裂纹的发生与扩展形成宏观裂纹，宏观裂纹的贯通，则造成介质的开裂，以及岩体介质中不连续结构面(体)的扩展，和其它缺陷的再产生、扩展等。
因此节理裂隙等岩体中不连续面(体)的动载荷累积效应尤其显著。
同时提出爆破震动累积作用机理包括单一震动波的作用机理和多个爆破震动波作用机理。
单波机理是指单一的爆破地震波的累积作用机理，即前一时刻爆破地震波对介质体的作用通过改变介质的物理、力学性质和状态参与后续爆破地震波对介质体的作用。
多波机理指多个相互独立的爆破地震波对介质材料和结构体累积作用机理，机理框架是按照记忆效应原理，介质材料的破坏效应遵循小范围屈服原理，介质材料的记忆状态不管是在微观还是宏观上均遵循阶跃效应的机制，状态与状态间的动态累积，或发生阶跃变化，或保持在原来状态不变。
爆破有害效应
全国特种作业人员安全技术培训考核统编教材（2003年6月气象出版社发行）第六章爆破有害效应爆破有害效应包括爆破地震波、冲击波(地面或地下；空气或水中)、个别飞石、毒气或噪音等。
这些效应都随距爆源距离的增加而有规律地减弱，但由于各种效应所占炸药爆炸能量的比重不同，能量的衰减规律也不相同，同时不同的效应对保护对象的破坏作用不同，所以在规定安全距离时，应根据各种效应分别核定最小安全距离，然后取它们的最大值作为爆破的警戒范围。
第一节爆破地震波当炸药包在岩石中爆炸时，邻近药包周围的岩石遭受到冲击波和爆炸生成的高压气体的猛烈冲击而产生压碎圈和破坏圈的非弹性变化过程。
当应力波通过破碎圈后，由于应力波的强度迅速衰减，它再也不能引起岩石破裂，而只能引起岩石质点产生扰动，这种扰动以地震波的形式往外传播，形成地动波。
引起岩石震动的部分能量，占炸药爆炸时释放总能量的小部分，在岩石中约占2％～6％，在土中约占2％～3％，湿土中约占5％～6％。
爆破产生的震动作用有可能引起土岩和建筑(构)物的破坏。
为了衡量爆破震动的强度，目前国内外用震速作为判别标准。
当被保护对象受到爆破震动作用而不产生任何破坏(抹灰掉落开裂等)的峰值震动速度称为安全震动速度。
通常安全震动速度以被保护物临界破坏速度除以一定的安全系数来求得。
爆破引起的地震波速度通常采用下述的经验公式计算：式中：Q——炸药量，kg；齐发爆破取总药量，秒差爆破取最大一段的药量；R——从爆源中心到被保护物的距离，m；K、a——系数，通过试验确定，也可以参照类似的条件下爆破的实测数据来选取或参照爆破安全规程(表6—1)选取。
目前，我国对各种建、构筑物所允许的安全震动速度规定如下：(1)土窑洞、土坯房、毛石房屋为1.0cm／s；(2)一般砖房、大型砌块及预制构件房屋为2～3cm／s；(3)钢筋混凝土框架房屋和修健良好的木房为5．0cm／s；(4)水工隧洞为10cm／s；(5)地下巷道：岩石不稳定但有良好的支护为10cm／s；岩石中等稳定有良好的支护为20cm／s；岩石坚硬稳定，无支护为30cm／s。
关于爆破地震效应影响因素的研究
５只 ８８级 Ｍ２ ． ７高强螺栓 ， 补全 了相关 的计 算 书 ， 并 经监 理部 审 查通过后 ， 付诸实施 。
［ ］ 丁 阳． 结构 ［ ． ３ 钢 Ｍ］天津 ： 津大学出版社 ，０ ５ １２ ０ 天 ２ ０ ：－５ ． ［ ］ 郭秉 山， 贵 实， ４ 金 闰月梅 ． 筑结构 工程 师手 册 ［ ． 建 Ｍ］ 北京 ：
大最多 ， 该波引起的震动最为激烈 。即爆破震动 的卓越周期 与 使
该结构 体的 固有周期 一致 时 ， 产生 共振 ， 结构体 的振 幅大 大 将 使 大量的现场试验 表明 ， 破震动强度 与质点震速 大小的相关 增 加 。 爆
此计算 焊缝承载力 ） Ｎ一 ＝ 一 ×ｂｘｈ＝８ ７ ４ Ｎ； 面角焊缝 误是造成 计算结果错 误 的关键之 一 ， ２ ．４ｋ 正 因此 ， 审查 时要 注意 审查是
Ｎｌ ＋Ｎ２ ＞Ｎ一 ， 角焊缝符合要求 。 ４高强螺 栓承 力复 算 ： ） 根据 偏 心距 ｅ： 监理工程师对方案计算 书 的严格 复查是 保证 在施项 目不 发生安 全事故 的前题条件之 一 ， 因此 ， 理工程 师 在运用 专业 知识技 能 监 ＝ ０ １ ＞ 进行服务的过程 中， ．８ｍ 必须 要发 挥最 高标 准专业 能力 ， 建议 我 国注 册监理 工程师 、 注册 建造 师执业 资格 考试增 设专 业知 识 内容 ， 以 逐步提高方案编制和 审查 能力 ， 减少重大安全事故 的发生率 。
２ １ ２ 震 动 主 频 ． ．
２ 影 响爆 破地 震效 应 的 因素 ２ １ 三 大要 素对 地震 效应 的 影响 ．
２． ． 震 动速度 １１
结构体对 于介质 中传来 的地震 波具有选择放 大作用 ， 这种 作 用主要表现在爆破地震 中与结构 体 固有 周期 相近 的谐波 分量放
基于小波包技术的爆破地震效应计算模型及安全判据研究
基金 项 目 ： 家 自然 科 学基 金 项 目（０ ７ １ ７ ； 育 部 高 校 博 士学 科 点 专 项 基 金 项 目（０ ６４ ４ ０ ） 国 ５ ７ ８ ０ ）教 ２００２０２； 山 东 省 泰 山 学 者建 设 工 程 专项 项 目 作 者 简 介 ：陈士 海 （９ ４ １ ６一 ）男 ， 授 ， 士 生 导 师 。 ， 教 博
子 的新 概 念 并 反 映 在 爆 破 地 震 效 应 计 算 模 型 中 ， 虑 了结 构 动 态 响应 中 瞬态 响应 的影 响 。 同时 爆 破 地 震 效 应 考
计算 模 型 中又 融 人 了归 一 化 的能 量 比 例 ， 考 虑 爆 破 荷 载 频 率 的 影 响 时 仅 需 考 虑 占有 相 当 能 量 比例 的优 势 在 频 率 的综 合 作 用 。然 后 ， 该 计 算 模 型 基 础 上 提 出 了一 个 新 的爆 破 地 震 效 应 安 全 判 据 。该 判 据 能 反 映 出 爆 破 在 激 励 荷 载 作 用 下 结 构 速 度 响 应 大 小 与 结 构 特 性 、 破 荷 载 幅值 、 率 （ 括 多 个 优 势 频 率 ） 持 续 时 间 及 能量 比 爆 频 包 、 例 等 参 数 的 关 系 。最后 结合 实 际 工程 案 例 ， 过 使 用 基 于 小 波 包 技 术 的 爆 破 地 震 效 应 计 算 模 型 与 时 程 分 析 通 法 ， 别求 解 出 速度 响应 幅值 并 将 结 果 进 行 对 比 ， 证 了 所 建 模 型 的 可 行 性 。 分 验 关 键 词 ： 炸 力 学 ； 全 判 据 ； 波 包 ； 震 波 ； 度 因子 爆 安 小 地 速
中图 分 类 号 ： ８ ． ； ０３ ３ ２ ＴＵ３ １ ３ １ ． 国 标 学 科 代 码 ：１ Ｏ・ ５ ９ ３ ３ ９ 文 献标 志码 ：Ａ
砂土中的爆破地震效应
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置 和 约 束 状 态 的 影 响
理 论分 析、 实验 和数值计 算是 爆破地 震 波研 究的手段 ，但 对于 地表 以上 空 中爆 炸所 产生 的 爆 震～ ， 理 论分析 和数值 计算 将有 很大 难度 。 因为空 中爆炸 所产 生的 爆震 的边 界条件 ，初始 条件难 以确 定 。因
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ｌ ８卷 １ 期
２０ ０ ２年 ３ 月
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文 章编号 ： １０ —６６￣０２ ｌ １５ ３ ０７ ０９ ０） 一０５ —０ Ｏ
预 测 预 报 提 供 了依 据 。 关 麓 词 ： 地震 渡 ； 控 制爆 破 ； 振 动 测 试
中图分类号： ８ ２ ０３２
文献标 识码
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基于能量原理的爆破地震效应
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根据工程要求，选择适合的爆破介质和环境，如岩石、土壤、 水域等。
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在不同介质和环境下，采用相应的爆破技术，如深孔爆破、浅
孔爆破、水下爆破等。
在城市和人口密集区进行爆破作业时，应特别注重环境保护和
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安全措施，尽量避免对周围环境和居民造成影响。
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研究结论和展望
研究结论
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能量平衡原理
爆破地震波包括纵波和横波两种形式。纵波是振动方向与传播方向一致的波，而横波则是振动方向与传播方向垂 直的波。
波速与介质
纵波和横波在传播过程中，其速度会受到介质性质和密度的影响。一般来说，纵波在固体介质中传播速度较快， 而横波在液体和气体介质中传播速度较快。
爆破地震的危害
地表震动
爆破地震会导致地表震动，进而产生破坏性的影响。地表震动可能会导致岩体 松动、破裂，甚至引发岩崩、滑坡等地质灾害。
爆破地震的能量分布
能量分布规律
爆破地震的能量分布呈现出不均匀的特点，一般来说，距离爆破中心越近，受到 的能量越大，反之则越小。
影响因素
爆破地震的能量分布受到多种因素的影响，如炸药类型、装药量、爆破方式、地 质条件等。
爆破地震的能效系数
能效系数的定义
能效系数是指爆破地震过程中，输出的地震波能量与输入的 炸药能量之比，是衡量爆破地震效果的重要指标。
水体波动
水体波动是爆破地震对水体产生的影响。当水体受到地震波作用时，会产生水 面波动、水体涌浪等效应，对水域周边的建筑物、设施和人员造成威胁。
基于能量原理的爆破地震效
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应分析
能量平衡原理
能量守恒定律
在爆破地震过程中，输入的能量与输出的能量保 持平衡，即输入的能量等于输出的能量。
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爆破地震效应
爆破地震效应是指在爆破过程中，由于炸药释放的能量引起的地震波传播引起的地表震动。
这种效应通常会对周围的建筑物、道路和其他基础设施造成影响。
爆破地震效应的强度取决于爆破的规模和距离。
爆破规模越大，爆破距离越近，则地震效应就越强。
因此，在进行爆破作业时，必须采取一系列措施来减轻地震效应对周围环境的影响。
这些措施包括：选择合适的爆破方式和炸药类型、控制爆破规模和距离、在爆破前对周围环境进行充分的调查和评估、采取适当的隔离和防护措施等。
在进行大型爆破作业时，还需要进行实时监测和反馈控制，以确保爆破过程不会对周围环境造成过大的影响。
此外，应根据当地法律法规和标准制定相应的爆破管理方案，确保爆破作业的安全和环保。
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