爆破振动衰减规律的现场试验研究
隧道下穿建筑物爆破振动衰减规律研究
隧道下穿建筑物爆破振动衰减规律研究0 引言在隧道掘进爆破作业施工过程中，伴随着爆炸能量的急剧释放并产生爆破地震波。
虽然爆破地震波能量有限，但严重时也会引起传播路径上介质质点的强烈振动，甚至导致邻近建筑物损坏倒塌、边坡滑动以及隧道围岩开裂、冒顶、塌方等问题。
因此，分析围岩在爆破地震波作用下的损伤范围并对爆破振动进行必要的控制是隧道工程施工亟待解决的问题。
解决爆破振动对环境安全的影响，其振动特性主要表现为围岩振动速度的传播衰减规律。
目前对爆破振动传播衰减规律的研究多采用现场实测或数值模拟的方法，由于爆破作用的瞬时性，而且受地形条件复杂、测点布置困难等因素影响，都会使现场实测方法有一定局限性，而相对而言，数值模拟的方法对准确了解围岩各部位的振动特征具有一定优势。
本文对XX沟隧道下穿建筑物施工爆破地震波的传播进行了测试，并基于萨道夫斯基的经验公式，采用BR-Mini软件对现场获取的爆破振动的测试数据进行处理拟合，得出新的振动衰减规律公式，进而计算出该地质条件下，爆破振速满足规范时爆破作业的最大段装药量大小，以指导和反馈爆破设计，解决隧道振动量过大的及保护邻近建筑物安全的问题。
1 理论依据1.1 计算原理国内外大量测试结果表明，在一定的爆破方式和传播介质条件下，药量和测点到爆源的距离对地震动的影响是主要因素，局部地质和土质条件的影响也很明显。
为了研究各影响因素与爆破振动强度之间的关系，需对其进行量化拟合分析。
目前国内外比较认可的预测爆破振动强度经验公式是萨道夫斯基的经验公式。
我国长期以来在爆破振动安全距离与质点振动计算方面也采用该公式，并且己编入《爆破安全规程》（GB6722-2011），并利用最小二乘法对萨道夫斯基经验公式进行修正，其公式是：V=K（Qβ/R）α（1）式中：V――爆破地震对建筑物或构筑物产生的质点垂直振动速度，cm/s；Q――炸药量，齐发爆破时取总装药量，延期爆破时取最大一段装药量，kg；R――从爆破地点药量分布的几何中心至观测点或被保护对象的水平距离，m；β――为药包形状系数，一般取1/3；α――爆破地震随距离衰减系数；K――与地形、地质、爆破方式有关的系数。
隧道下穿建筑物爆破振动衰减规律研究
隧道下穿建筑物爆破振动衰减规律研究【摘要】本研究着眼于隧道下穿建筑物爆破振动衰减规律的研究，通过分析影响振动的因素、建筑物结构的响应以及振动传递路径及传播特性等方面，探讨了不同爆破参数对振动的影响，最终提出了振动衰减规律。
研究认为振动衰减规律的深入研究对于减小爆破对周围建筑物的影响具有重要意义。
通过实验和理论分析，得出了一些结论，并对未来的研究方向提出了展望。
这一研究对于保障建筑物结构的安全，提升隧道建设质量，具有一定的理论指导意义和实践价值。
【关键词】关键词：隧道下穿建筑物、爆破振动、影响因素、建筑物结构、振动响应、传播特性、爆破参数、振动衰减规律、研究结论、展望。
1. 引言1.1 研究背景"隧道下穿建筑物爆破振动衰减规律研究"是一个涉及地下工程和建筑结构相互影响的重要课题。
随着城市地下空间的不断拓展和建设，隧道施工对周围建筑物的振动影响日益凸显，成为一个备受关注的问题。
在现代城市化进程中，隧道爆破振动对周围建筑物的影响不容忽视，对建筑物结构及居民生活造成的潜在危害需要深入研究。
隧道下穿建筑物爆破振动具有复杂性和不确定性，其影响因素包括爆破参数、隧道深度、地质条件、建筑物结构等多方面因素。
了解这些影响因素及其相互关系，对于准确评估爆破振动对周围建筑物的影响至关重要。
对于隧道下穿建筑物爆破振动衰减规律进行系统研究，可以为隧道施工安全、建筑物保护提供理论依据。
本研究旨在探讨隧道下穿建筑物爆破振动的影响因素及振动衰减规律，为建立隧道施工中的振动控制策略提供科学依据。
通过对振动传递路径、传播特性、建筑物结构响应等进行分析，揭示隧道施工对周围建筑物振动影响的机理及规律，为城市地下工程施工提供技术支持和保障。
"1.2 研究目的研究目的是通过对隧道下穿建筑物爆破振动衰减规律的研究，深入了解振动传递路径、传播特性，以及不同爆破参数对振动的影响。
通过分析建筑物结构对振动的响应，探讨振动衰减规律，为减少爆破活动对周围建筑物造成的损害提供科学依据。
露天台阶爆破震动衰减规律的试验研究
露天台阶爆破震动衰减规律的试验研究露天爆破开挖引起的爆破振动是影响矿山环境安全问题之一,随着近年来社会对环境安全的重视程度增加,迫使矿山企业提高技术解决这一问题。
爆破振动不仅会造成炸药能量不必要的浪费,还会影响边坡或建构物的稳定性,威胁到矿山企业的发展。
而就爆破振动本身而言,存在着瞬时性、突变性以及介质结构的复杂性,这使得爆破振动的分析研究困难重重。
为此本文以爆破振动监测作为主要手段,对爆破振动效应进行监测,并从多因素对大孤山铁矿的爆破振动情况进行分析研究,以期在减小爆破振动效应的同时,提高炸药能量利用率。
本文从大孤山铁矿生产爆破过程中爆破振动监测出发,针对三种破碎质量不好的典型岩石的爆破情况进行研究分析。
在借鉴前人研究的基础上,从理论上对地震波的产生、传播过程进行阐述,并提出降低振动效应的措施。
通过爆区现场调研与对典型岩种现场取样,钻取岩心进行室内的岩石静态试验和霍普金森压杆动态力学试验,通过获得力学性质指标确定三种岩石爆破的破碎特性。
基于振动监测方案设计,对三种岩种爆区的爆破过程进行振动监测,监测得到不同岩种相同距离监测点的振动情况。
从波速幅值、能量等角度对爆破振动衰减情况进行分析,并得到三种岩石的振动衰减公式。
结合爆破振动信号处理技术HHT方法对数据进行处理,得到不同岩种的IMF分量、瞬时能量谱和三维能量谱,分析不同岩种的能量衰减变化情况。
主要的一些结论为:(1)爆破振动衰减规律与岩种的性质有直接关系,不同岩种的衰减规律表现出不同的衰减梯度,垂直方向的峰值速度大于其它两个方向的峰值速度,其衰减程度也相对较大。
瞬时能量的衰减也表现出与速度具有相同的趋势。
炸药量大小、爆速大小对振动能量的分布影响也较大。
(2)利用HHT分析方法得到三种岩石在不同位置处的各IMF分量、三维能量谱、瞬时能量谱,较直观地表现出不同位置处的能量分布特征,揭示了不同岩石对地震波应力响应特征及不同的传播规律。
(3)通过在30m处对三种岩石地震波波速进行监测,并对三种岩石的波速和能量进行分析对比,得到磁铁石英岩和花岗岩的炸药能量利用率较低,混合岩的利用率最高。
爆破振动衰减规律的现场试验研究
第２ ４卷
第３ 期
爆
破
Ｖｏ ． Ｎｏ． １２４ ３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２０ ０ ７年 ９月
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文章 编号 ： ０ — ８Ｘ（０７０ — １７ ０ １ １ ４７ ２０ ）３ ００ — ３ ０
爆 破 振 动 衰 减 规 律 的 现 场 试 验 研 究
限 制 ， 而使 爆 破 地 震 波 的预 测 、 报 更加 符合 实 际 。 从 预
关键词 ： 爆破 振动 ； 质点速度 ； 衰减规律 ； 振 动控 制 中图分类号 ： Ｏ３ ２ ２ ８ 、 文献标识码 ： Ａ
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ Ａｔｅ ｕ ｔｏ ｗ ｆＢｌ ｓｉ ｂ ａ ｉ ｎ ｐ ｒ ｍ ｎ ａ ｌ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｔ ｎ ａ ｉ ｎ Ｌａ ｏ ａ ｔ ｙ ｎｇ Ｖｉ ｒ ｔ ｏ
Ｄ Ｕ ｎ— ｉｇ Ｈａ ｑｎ
（Ｔ ｅＦｒ ｎ ｉｅｒ ｇＣ ｔ ｏ Ｇ ｚｏ ｂ ｒｕ ， ｉｈｎ ４ ０ ２ Ｃ ｉ ） ｈ ｉ ｔ ｇｎｅｉ ｏＬｄ ｆ ｅｈ ｕ ａＧ ｏ ｐ Ｙ ｃ ａ ｇ ３ ０ ， ｈｎ ｓＥ ｎ ４ ａ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｔ ｅｃ ｎ ｉｏ ｓｏ ｌｓ ｎ ｎ ａ ｄｏｍ ａ ｅａｔ ｍｅ ｄ ｕ ｎｌｅ ｃ ｎ ｔｅｖ ｌｅｏ ａ ｄＯ ｏ ｉｓ ｔａ ｔ ｈ ｏ ｄｔ ｎ ｆｂａｔ ｇａ ｄｌｎ ｆｒ ｌ ｖ ｅ ｎ ｏ ｓｉｉ ｎ ｅｏ ｈ ａｕ ｆ ｉ ｉ ｌ ｒ ｕ Ｋ ｎ ／ ｆ ａ— ｂ
ｉ ｉ ａｉ ｔ ｎ ａｏ ｒ ｌ Ａ ｃｒｉｇｔ ｔ ａ ｘｅ ｍｅｔ ｎ ｒ ｃ ｔ ｂａ ａ ａ ｏ ｔ ｕ ｒ ｇｖ ｒｔ ｎａ ｅｕｔ ｎｆ ｍｕ 、 ｃｏｄｎ ｅ ｍ ｌｅｐｒ ｎ ａｄｐｏｅｔｏｏｔ ｎｖｌｅ ｆ ｄ ／ ｆ ｔ ｎ— ｎ ｂ ｏ ｔ ｉ ｏ ａ ｏｈ ｓ ｌ ｉ ｊ ｉ ｕ ｏＫ ｎ Ｏ ａｅ
拉树山矿爆破震动衰减规律的探讨
４ 检 测 方 法 及 原 理
４ １ 监 测 仪 器 设 备 ．
域 测 试震 速 度 测 试 所 采 用 的 核 心 仪 器 是 ＴＣ一 ４ ５ ８ ０震
动 记 录 仪 。Ｔ ｃ一４ ５ ８０震 动记 录 仪 仪 器 高 度 智 能 化 ， 自带 嵌
入 式 计 算 机 模 块 ， 自带 液 晶 屏 （ ２ × ６ １ ８ ４点 阵 ） 可 在 现 场
直 接 设 置 各 项 采 集 参 数 ； 预 览 震 动 波 形 、最 大 值 及 频 率 等
信 息 ，而 无 需 外 接 电脑 。
Ｔ ｃ一４ ５ 震 动 记 录 仪 配 备 Ｘ、Ｙ、ｚ三 矢 量 一 体 的 速 ８０
采 区域 周 边 ５ ０ ｉ范 围 内无 建 筑 物 ，距 矿 区 最 近 居 民住 宅 约 ０ Ｉ Ｔ ７ ０ｍ。为 掌握 爆 破 震 动 速 度 的衰 减 规 律 ，提 高 爆 破 工 作 的 ０ 质 量 ，降 低 爆 破 震 动 可 能 引 起 对 附 近 居 民 房 屋 的 影 响 ，通
孔 径 １ ５ｍｉ ，孔 深 １ ，孔 距 ４ ５ ｍ， 排 距 ４ ５ ｍ， ６ ｌ ｌ ５ｍ ． ．
标 准 ＵＳ ． Ｂ ２ ０数 据 接 口 ， 内置 可 充 电 锂 电 池 。１ ６位 高 精 度 ＡＤ分 辨 率 ，仪 器 无 需 设 置 量 程 （ ． ０ ～ ３ ． ｍ／ ） ０ ０ １ ５ ４ ｃ ｓ ，可 完全 涵盖爆破震动所需全部量程 。
度 传 感 器 ，软 件 支 持 矢 量 合 成 。若 配 超 低 频 震 动 速 度 传 感
器 ，系 统 测 试 频 带 可 达 １ ０ ，系 统 误 差 ＜ ５ 。 ～３ ０ Ｈｚ ％ 大 容 量 存 储 ：可 连 续 记 录 １ ８ １０ ０ 数 据 ，共 １ ８ ２ ～ ０ 段 ２
高应力区采矿爆破振动试验研究
析 系统 。该 测试 仪 主 要用 于对 地 震 波 、 机械 振 动 或
各种 冲击 信号进 行记 录 与数 据 分析 、 果输 出 、 结 显示
打印、 存盘 的便携 式仪 器 。可三 通道并 行采集 ， 高 最 采样 率 ５ ｋ ｚ Ａ Ｄ分辨率 １ Ｂｔ分 ４段存 储 ， 段 ０ Ｈ ；／ ２ｉ ， 每 １ ｋ数据 ， ６ 现场 可 用 笔 记 本 电脑 经 Ｒ ２ ２串 口直 接 Ｓ３ 设 置采 样率 、 量程 等参 数 。直接 与 压力 、 度 、 速 速 加 度 等各种传 感器 相 连 ， 将其 模 拟 电压 量转 换 成 数 并 字量 进行存 储 ， 经 自身 的 Ｒ ２ ２接 口和笔 记 本 电 再 Ｓ３ 脑 （ 台式 电脑 ） 讯 ， 或 通 由计 算 机 进 行 波 形 显 示 、 谱
在井 下 ， 保证 爆 破 地震 波 质 点振 速 的准 确 观 为 测 ， 保传感 器 固定 良好 ， 测点 处 打孔 ， 埋 固定 确 在破振 动 试验研 究
２０ ０ ９年 ｌ ２月第 ｌ ２期
采 用萨 氏公式 ， 别 对 拉 底 爆 破振 动 速 度 选 取 分
（ 称 比例 药量 控制 法 ） 微差 干 扰 降震 等几 种 有效 或 、
图显示 波 形 的 各 种 特 征 参 数 及 测 试 结 果 的 表格 显
度 ３ ｍ。矿 体 主要 为含 铜 磁 黄 铁 矿 、 ４ 含铜 蛇纹 石 和 含铜 矽卡 岩 ， 直接顶板 主要为 大理 岩 ， 板主要 为粉 底
砂岩 和石英 闪长 岩 。原岩应 力 在方 向和量 级上 主要
受地 质构造 控 制 ， 值 在 ３ 量 ０～３ ＭＰ 。最 大 主应 力 ８ ａ 方 向与矿体 走 向大 体一 致 ， Ｎ ．Ｗ 方 向 ， 似 水 为 ＥＳ 近
爆破作用下地下管线的振动特征研究
爆破作用下地下管线的振动特征研究在城市建设过程中,地铁隧道、桩基及基坑工程中的爆破施工作业越来越多。
这些地面以下的爆破将不可避免的会扰动周围岩土体,进而可能导致附近地下管线的破坏。
因此,为保障管线的正常使用及工程建设的顺利进行,研究爆破作用下地下管线的振动特性及其控制措施已成为当前急需解决的重要课题。
本文通过理论分析、有限元数值仿真计算和现场试验,对爆破作用下土体及管线的振速衰减规律、应变特征等进行综合研究。
主要的研究成果有以下几点:1.现场爆破试验的振动速度测试表明,爆破振速随着与爆点之间距离的增加而减小,爆心距越大振速衰减越慢,竖向振速明显大于水平两个方向的振速,振速FFT主频集中于30～50Hz,振速频率并不随爆心距的改变而变化。
2.现场的管线爆破试验表明,距离越小管线应变越大,衰减越慢,管线正对爆点的位置所受爆破作用越强,应变越大;在相同的试验断面上,迎爆点的应变均大于管顶的应变。
3.采取ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行计算分析,获得爆破地震波的传播云图。
由云图可知,爆破振动波近似于球形均匀传播,地下管线的存在对波的传播起一定的阻碍作用。
振速结果表明,振速在传播介质内随着水平距离的增大,振速峰值均不断减小:随着深度的增大,爆破近区振速增大,爆破远区振速基本不变。
管线计算结果表明,管线应变大小的顺序为:管底<管顶<背爆面<迎爆面;沿着管线轴向,应变从中间至边段呈总体减小的趋势;管线的尺寸越大应变较小。
4.根据弹性固体中球形波的传播,推导出爆破弹性区竖向振速的解析表达式及分布规律。
结果表明,炸药的强弱体现为爆压及爆腔大小;爆压的衰减形式对于振速的变化规律有显著影响;质点的振速幅值与材料泊松比有密切关系。
5.在爆破弹性区振速解析公式的基础上,推导出了爆破弹性区地下管线的轴向应变解析表达式。
进一步分析表明,管线的密度越大,爆破作用下管线轴向位移引起的轴向应变越小;爆破产生的拉压变形部分与管径无关,弯曲变形部分与管径有关;管径越大,爆破对地下管线的影响越体现为弯曲作用。
大连湾基床爆夯陆域振动衰减规律研究
大连湾基床爆夯陆域振动衰减规律研究摘要：本文通过对大连湾基床爆夯的监测，论述了海上爆破时地震波的传播规律，以及介质中含有饱和水时，地震波衰减规律的反演。
关键词：爆破振动；饱和水；衰减规律1.简述爆破技术在矿山、水电、铁道、公路、建筑等行业的应用日益广泛，作为爆破三大危害之一的爆破地震问题一直备受关注，它始终是爆破安全技术的主要研究问题之一。
由于炸药爆炸时，同时在周围介质中诱发了振动，并通过大地向周围传播, 给附近建筑物带来破坏效应及影响。
因此，正确地认识爆破地震强度及相关影响因素，了解振动的衰减规律，进而采取相应的减震措施减少爆破地震对周围建筑的破坏，显得至关重要。
2.地震效应地震效应是地震波通过地层介质传播引起地表或地下结果质点运动进而使建筑物、边坡、堤坝等发生破坏的现象与后果。
其程度一般用地震波的振动强度、频率、持续时间来表征。
爆破振动有害效应对周围建筑物的破坏程度是由爆破振动产生的物理量作为标准来衡量的，例如爆破振动质点速度和加速度。
在工程上一般用质点振动速度这个物理量来判断爆破振动对被保护对象的破坏程度。
在实践中，要控制爆破振动有害效应的影响，使保护对象不受破坏，就要通过实验对爆破质点振动速度进行预测，使之不超过规定的安全振速，即通常所说的爆破振动安全判据。
影响爆破振动质点振速的大小主要有两个方面：一是爆区使用的单项药量；二是测点至爆心的距离。
除此之外，还与岩土性质及场地条件等因素密切相关。
目前我国所应用的质点振速衰减经验公式一般是萨道夫斯基经验公式，即：（1）式中:V—爆破振动质点振速，cm/s；K—与介质特征、爆破方式和条件有关的系数，由实验测定；—地震波衰减指数，由实验测定；—药量指数，一般取1/3或1/2；—一次白破最大药量，kg。
由以上公式可以看出，振动速度与成正比，与成反比,且振速与K有关。
但当介质中含有饱和水的时候，K值有待进一步确定。
3.现场测试3.1测试方案在大连港老港区搬迁改造大连湾杂货及滚装泊位扩建工程中，采用了爆破夯实的技术，本文分析了在不同装药量下，海上爆破对陆地建筑物造成的影响，分析了地震波的衰减规律。
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第24卷 第3期2007年9月爆 破 BLAST I NG Vol .24 No .3 Sep.2007 文章编号:1001-487X (2007)03-0107-03爆破振动衰减规律的现场试验研究杜汉清(中国葛洲坝集团第一工程有限公司,湖北宜昌443002)摘 要: 爆破振动衰减公式中的K 、α取值,受爆破方法、地形地质条件等影响较大。
根据同一地区小型爆破试验和现场工程实测所获得的衰减公式中的K 、α值,分析、探讨了不同条件下爆破振动衰减公式的变化规律。
试验结果表明,即使在同一地区,应用回归的衰减公式指导爆破设计和施工时,也应加以试验条件的限制,从而使爆破地震波的预测、预报更加符合实际。
关键词: 爆破振动; 质点速度; 衰减规律; 振动控制中图分类号: O 382.2 文献标识码: AExperi m ent ally Study on the Attenuati on Law of Bl asti n g Vi brati onDU Han 2qing(The First Engineering Co L td of Gezhouba Gr oup,Yichang 443002,China )Abstract: The conditi ons of blasting and landfor m have a tre mendous influence on the value of K and αof blas 2ting vibrati on attenuati on for mula .According t o the s mall experi m ent and p r oject t o obtain value of K and αof attenu 2ati on f or mula .D ifferent conditi ons of change law are compared and analyzed .Experi m ental results show that app lica 2ti on attenuati on for mula t o direct design and constructi on of blasting should meet the require ments of li m it of experi 2ment conditi on,t o make the f orecast of earthquake waves more accurate .Key words: blasting vibrati on;vibrating s peed of particles;attenuati on law;vibrati on contr ol收稿日期:2007-04-23.作者简介:杜汉清(1965-),男;宜昌:中国葛洲坝集团第一工程有限公司工程师.1 引 言岩体在爆炸动力的瞬间冲击荷载作用下,爆炸冲击波和应力波向四周传播,使岩体产生变形和破坏。
研究爆破振动的主要目的是,探索爆炸作用下地震波的传播规律及建(构)筑物的响应情况,确定适合的爆破方案,指导爆破设计与施工,确保施工安全。
我国目前基本上还是沿用前苏联标准,以地面峰值振动速度为判据,分波段考虑了频率的影响[1]。
由于爆破振动引起的建(构)筑物或岩土体等的破坏受到爆破过程的复杂性和岩土介质的多变性等因素的影响,爆破振动激励下的地震波传播及衰减规律目前还无法从理论上给出统一公式,主要采用小型爆破试验和现场工程实测获取实测数据,然后通过最小二乘法回归拟和适合特定地区的经验公式。
由于公式中的场地系数、衰减指数受爆破方法、地形地质条件等影响较大,即使在同一地区,也会发生很大变化,使爆破地震波的预测预报产生较大困难。
根据同一地区的工程实测资料,分析、探讨了不同条件下爆破振动衰减公式的变化规律。
2 工程概况酉酬水电站坝址位于重庆市酉阳县酉酬镇酉酬大桥上游约350m 处。
工程枢纽由碾压混凝土重力坝、坝身溢流表孔、消力池、坝式进水口、坝后式电站厂房等组成。
坝址区基岩裸露,出露地层较单一,为寒武系中统上组白云质灰岩,区内断裂构造不甚发育,以裂隙为主。
电站土石方明挖包括大坝左岸、右岸、大坝河床、发电厂房及开关站4个施工区,爆破开挖工期紧,强度大,但由于爆区临近酉酬镇和酉酬大桥,爆破施工受到极大的制约,居民对爆破振动反映强烈。
为此,在爆破开挖时进行了爆破试验和爆破振动衰减规律测试,以寻找适合酉酬水电站地区岩体开挖爆破振动速度的传播与衰减规律的经验公式,指导爆破设计与施工。
爆破施工环境示意图如图1。
图1 爆破施工环境示意图3 爆破振动测试试验3.1 测试系统根据酉酬水电站布置特点,现场测试在右岸进场公路进行了小型爆破试验;在左岸结合上坝公路实际爆破开挖进行了测试,爆破振动衰减规律测点主要布置在边坡部位的岩体上,每个测点均按竖直和水平2个方向布设传感器。
测试系统采用四川拓普数字设备有限公司生产的UBOX20016便携式数据采集仪及配套速度传感器,测试前对测试仪器进行了系统标定,测试系统如图2所示。
图2 测试系统结构示意图3.2 测试成果衡量爆破地震强度的物理量有爆破振动引起的质点振动速度、加速度和位移等。
现行国家标准及水利部行业标准中均采用质点最大振速和主频作为安全振动控制标准[122]。
爆破振动速度传播与衰减规律一般采用萨道夫斯基经验公式:V =K3Q Rα=Kραcm /s 式中,K 、α为与地质、爆破方法、地质条件等因素有关的系数;K 为场地系数,α为衰减指数;Q 为最大一段起爆药量,kg;R 为测点与爆源中心的距离,m;ρ=3Q /R 为比例药量。
因此,将爆破振动测试结果按上述公式进行回归分析[324],以寻找适合酉酬水电站地区岩体开挖爆破振动速度的传播与衰减规律的经验公式,从而控制大坝左、右岸及河床段基础石方明挖施工过程所允许的最大单段起爆药量,减小爆破振动对临近建(构)筑物的影响,确保施工安全。
1)右岸进场公路小型爆破试验采用手风钻钻孔,水平布孔,孔径<45mm ,孔间排距1.2m ×1.2m ,孔深2.2m ,采用<32的硝铵炸药连续装药,分段微差起爆。
爆破试验共进行了4次,获取的振动实测波形资料中垂直的32组,水平的30组。
通过回归分析求得岩体开挖爆破振动速度传播与衰减规律的经验公式如下:V 垂直=61.63Q R 1.858 (r =0.940)V 水平=56.43Q R1.786 (r =0.935) 2)左岸上坝公路实际生产爆破为台阶梯段爆破,爆破孔径<90mm ,孔间排距3.0m ×2.5m ,孔深8—12m ,采用耦合间隔装药,炸药单耗0.55—0.6kg/m 3,分段微差起爆。
爆破测试共进行了6次,获取的振动实测波形资料中垂直的45组,水平的40组。
通过回归分析求得岩体开挖爆破振动速度传播与衰减规律的经验公式如下:V 垂直=983Q R1.858 (r =0.915)V 水平=83.83Q R1.786 (r =0.935) 3)左岸上坝公路预裂爆破,爆破孔径<90mm ,孔深8—12m ,孔间距0.9—1.0m ,线装药密度0.35—0.45kg/m 。
爆破测试共进行了4次,获取的振动实测波形资料中垂直的28组,水平的25组[5]。
通过回归分析求得岩体开挖爆破振动速度传播与衰减规律的经验公式如下:V 垂直=1093QR1.87 (r =0.90)V 水平=783Q R1.68 (r =0.91)4 试验成果分析1)爆破振动衰减规律与爆破方式、药量关系密切,由小型爆破试验和生产爆破测得的经验公式可以801爆 破 2007年9月看出,即使在同一地区,根据不同的试验方法获得的衰减公式中的K、α值相差较大,如果不加以试验条件的说明,直接应用回归的衰减规律指导爆破设计和施工,势必造成爆破地震波预测预报的较大误差。
2)不同爆破条件下测得的振动速度回归结果表明,爆破介质临空面的夹制作用和振动衰减公式中的场地系数K有一定的对应关系。
同一地区在地质条件基本相同的情况下,夹制作用大,则公式中K值较大;夹制作用小,则K值也减小。
3)炮孔孔径和爆源深度对爆破振动衰减规律的影响主要表现在场地系数K上,试验回归结果表明,大孔径深孔爆破的K值比小孔径浅孔爆破要大得多。
4)实践表明,预裂爆破降震率大都在30%以上,效果好的预裂爆破降震率可达50%以上,预裂爆破已成为常用的有效降震措施。
但预裂爆破时一般处于较大的夹制约束状态,其诱发振动的衰减规律中的K、α值与梯段爆破也有很大的差别,在进行爆破地震波预测预报时应加以重视。
5)根据力学的作用原理,在地质地形条件相似、岩性一致、爆破参数相同的条件下,相对爆源不同方向(爆破抵抗线后冲向、侧向或正前方)上的振动衰减规律也是不尽相同的,振动作用最强烈的方向是最小抵抗线W的后方,而侧面较小。
分区开挖时,将最小抵抗线方向控制为河床方向,可以有效地控制爆破飞石,降低爆破振动对酉酬镇的影响。
5 结 语爆破振动是爆破三大公害中最严重的公害,研究爆破地震波的传播规律及其对建(构)筑物的影响程度,目前的主要方法就是进行现场试验。
由于公式中的场地系数、衰减指数受爆破方法、地形地质条件等影响较大,即使在同一地区也会发生很大变化,因此,在进行爆破地震波的预测预报时,必须采用相同或相近的试验条件下获得的经验公式,才能够降低误差。
酉酬水电站坝基岩体开挖爆破施工过程中,根据不同部位的爆破开挖条件,依据相应的衰减规律公式指导爆破设计与施工,同时加强施工期的监测,最大限度地减少了爆破振动对临近的酉酬镇和酉酬大桥的影响,确保了施工安全。
参考文献[1] G B6722—2003,爆破安全规程[S].北京:中国标准出版社,1986.[2] S L—94,水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范[S].北京:水利电力出版社,1994.[3] 刘朝荣.工业技术应用数理统计方法[M].武汉:湖北科学技术出版社,1985.[4] 张雪亮,黄树棠.爆破地震效应[M].北京:地震出版社,1981.[5] 张新民,舒大强.预裂爆破震动规律的试验研究[J].爆破,2001,18(3):10212.(上接第103页)映出爆破振动信号的时频信息,与传统的Fourier相比,可以更好地满足爆破振动非平稳随机特征分析的要求,可以从分解和重构信号中得出不同频率成分振动分量的时间衰减规律。
2)由于震源的非单一性,使得此次振动信号成分复杂,振动主振频率分布较宽,能量分布较单一震源所引起的振动信号广。
切口爆破及闭合均离地面有一定高度,使得由此而产生的地面振动幅度小;烟囱塌落直接对地面产成冲击,成为地面振动的主要影响因素。