爆破地震波主频率的试验研究
爆破地震波研究及其防护
振幅的频率 值。目前进行频谱分析的主要
方法有 Ｆ Ｔ法 、小波分析法 、ＨＨＴ分析 Ｆ 方法 。
作为具有毁伤效应的爆破地震波 ，在军事
中的运用还并不多见 。相关研 究证明 ，将
对 爆破 地震 而 言 ，爆 破 地震 波参 数 幅 值 、频 谱 和 持 续 时 间 能 较 全 面 地
３ 爆破 地震 波 的防护
命 的毁 伤 。 本 文 简析 了爆 破 地 震 波 的 形 成 ， 类 及 传播 过 程 ， 分 分析 了其影 响 因 素 ， 重 点探 讨 了爆 破 地 震波 的 防护 ， 提 出 了 并 其在 军 事领 域 的应 用 。
当炸药在岩体 中爆 炸时 ， 一部分能量 使炸药周 围的介 质引起扰动 ，并以波的形 式向外传播。在爆破近 区、中区传播的依
Ａ 一一 反映爆 破振 动 强度的物 理量 （ 振动加速 度或速度） ；
Ｑ— —诈 药 量 ，ｋ ； ｇ
１ 引言
爆破地震波是爆炸能量引起爆 区周 围 介质点相继沿其平衡位置发生振动而形成
特 别是其 中的 Ｒ波 ，由于 它的频率 低、衰
减慢 、携带较 多的能量 ，是造成地震破坏
的主要 原因，其 在爆破远 区起主要作用 。
中国科技信息 ２ １ 年第 ２ ００ 期
Ｃ ＩＡ Ｓ Ｉ Ｃ Ｎ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ Ｉ Ｏ Ｍ Ｔ Ｎ Ｎ ｖＺ １ ＨＮ ＣＥ Ｅ Ａ Ｄ Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｎ Ｒ Ａ Ｉ ｏ ． ０ Ｎ Ｆ Ｏ ０
Ｄ Ｉ ０ ３６ ／ ． ｓ ．０ １ ８ ７ ．０ ０ ２ ．２ Ｏ ：１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ － ９ ２ ２ １ ．１ ０ １ ｓ
Ｋ、ｍ、 ｎ——反映不 同爆破方式 、地
土 中约为 ５ ％～６ ％，在水 中约为 ２ ％… Ｏ ，但 破地震波具 有随时 间作复杂变化的随机不 由其所致周 围建 （ 构）筑物 的毁伤效果却 可重复的特性 。文献 指 出爆 破地震波富 不容忽视 ， 别是 其低频 部分能量引起建 含各种频率成份 ，具 有瞬 态性 、随机性和 特 （ 构）筑物所产生的共振 ，对建 （ 构）筑物 危害性的特征 。在 传播过 程中 ，波的有关 能产生致命的毁伤 。目前对于爆 破地震波 参数和时频特征常与爆源 条件 、传播介 质 的研究主要是在防护方面 ，目的是为 了减 的物理性质 、 构特 征及地形地貌等因素 结
爆破振动频率预测研究
维普资讯
第２ ４卷
第４ 期
爆
破
Ｖｏ． ４ Ｎｏ ４ １２ ．
Ｄｅ ２ ７ ｅ． ００
２０ ０ ７年 １ ２月
ＢＬＡＳＴＩ ＮＧ
文章编 号 ： ０ — ８Ｘ（ ０ ）４ ０ １ — １ １ ４７ ２ ７ ０ — ０７ ０ ０ ０ ４
爆 破 振 动 频 率 预 测 研 究
王 庆 魏晓 夏 如 ， 庆寿 永 ， 林 ， 柏 陈
（． １ 中国地质大学 ， 北京 １０ ８ ；． ０ ０ ３ ２ 广东宏大爆破工程有限公司 ， 广东 广州 ５ ０ ５ ） １０ ５
摘 要 ： 根 据 粘 弹性 介 质 中地 震 波 传播 的 动 力 方 程 频 域 解 ， 富 氏 反 变换 为 时 域 波 形 ， 到 不 同爆 心 距 ｒ 经 得 、
（ ． ｈｎ ｅｌ ｙＵ ｉｅｉｙ Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ １ Ｃ ｉａＧ ｏ ｇ ｎｖｒ ｔ， ｅ ｉｇ１０ ８ ， ｈｎ ； ｏ ｓ ｊ ２ Ｇ ａ ｇｏ ｇＨ ｎ ｄ ｌｓｎ ｎ ｉ ｅｉｇＣ ｔ ， ｕｎ ｚｏ １０ ５ Ｃ ｉａ ． ｕ ｎｄ ｎ ｏ ｇ ａＢａｔ ｇＥ ｇ ｅｒ ｏＬｃ Ｇ ａｇｈｕ５ ０ ５ ， ｈｎ ） ｉ ｎ ｎ ｌ
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｂａｔ ｇｖｂａｉｎ ｒｑ ｅ ｃ ｙｗ ｒ ： ｌｓｉ ｉｒｔ ；ｆｅ ｕ ｎ ｙ；ａ ｌ ｕ ｅ ｎ ｏ ｍｐｉ ｄ ｔ
隧道爆破近区爆破振动测试研究
隧道爆破近区爆破振动测试研究隧道爆破是工程建设中常见的一种施工方法，但在爆破过程中产生的振动会对周围环境和建筑物产生一定的影响。
因此，对隧道爆破近区爆破振动进行测试研究具有重要意义。
本文将综述过去的研究成果，分析其不足，并探讨当前的研究现状和存在的问题，同时详细介绍选用的实验方法、测试技术，并分析实验结果。
过去的研究主要集中在隧道爆破近区爆破振动的测量和预测方面。
这些研究采用不同的测试方法和技术，如地震加速度计、应变片、光纤传感器等，对隧道爆破产生的振动速度、加速度和位移进行了测量和建模。
同时，研究者们还对影响爆破振动的因素如炸药量、爆心距、地质条件等进行了分析。
尽管这些研究取得了一定的成果，但仍存在以下问题：测试方法不统一，导致不同研究结果之间难以比较；缺乏对隧道爆破近区爆破振动规律的深入研究；尚未建立完善的预测模型，无法准确预测爆破振动对周围环境的影响。
为了解决上述问题，本文选用地震加速度计对隧道爆破近区爆破振动进行测试，并采用无线传输技术将测试数据实时传输至数据采集器。
实验中，我们在隧道的不同位置布置了多个加速度计，以全面监测隧道爆破过程中的振动情况。
测试中，我们记录了爆破过程中的地震加速度、速度和位移等数据，并采用数值模拟方法对测试结果进行分析。
通过对实验数据的分析和处理，我们发现隧道爆破近区爆破振动具有以下规律：隧道地质条件对爆破振动具有一定影响，软弱地质条件会导致振动加剧；隧道形状、尺寸等结构因素对爆破振动产生影响。
在实验过程中，我们还发现一些过去研究中未提及的现象，如隧道爆破近区存在瞬态波和稳态波两种传播方式，且瞬态波的传播距离较远，对周围环境的影响更大。
这一发现为我们进一步研究隧道爆破近区爆破振动提供了新的思路。
本文通过对隧道爆破近区爆破振动测试的研究，发现隧道爆破产生的振动以纵波为主，横波较小，且随着爆心距的增加，爆破振动逐渐减小。
我们还发现隧道地质条件和结构因素对爆破振动产生一定影响。
全断面开挖爆破产生的自由面对振动频率的影响研究
全断面开挖爆破产生的自由面对振动频率的影响研究杨建华;卢文波;严鹏;姜清辉;周创兵【摘要】通过对爆破试验中处于不同自由面条件下的炮孔爆破产生的振动信号进行频谱分析，并结合爆破振动数值模拟，研究了地下洞室全断面毫秒延迟爆破过程中产生的自由面对振动频率的影响机理及变化规律。
结果表明：爆炸荷载产生的压应力波传播至自由面时发生反射，反射稀疏波与原应力波叠加致使远区荷载压力的上升时间和持续作用时间变短，造成荷载的频率变大，从而导致有自由面条件下其振动频率增大、高频振动能量占总能量的比重增加；爆源与自由面之间的距离越小，爆破振动频率越高；从振动频率的角度来看，较好的自由面条件可以减小爆破振动对结构的破坏。
试验监测结果验证了分析结论的可靠性。
%With methods of spectral analysis of vibration signals and numerical simulation of blasting vibration,the influences of blast-created free surfaces on blasting vibration frequencies during underground full-face excavation were investigated here.The vibration signals were measured from a specially designed small-scale blast test,where blastholes were detonated under different free surface conditions.The results showed that the presence of free surfaces results in higher blasting vibration frequencies and an increasing proportion of vibration energy with higher frequencies to total energy;the smaller the distance between blasting sources and free surfaces,the higher the blasting vibration frequencies;this is since the rarefaction waves reflected on free surfaces are superimposed onto the blast-induced initial compressive stress waves,and this causes the rising time and duration of the far-field blast loading pressure becomes shorter to lead to an increasein frequencies of loading;from the view-point of vibration frequency,the damage of structures due to blasting vibration can be mitigated with a better free surface condition.The reliability of the results was demonstrated with the vibration monitoring in the blast test.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2016(035)007【总页数】6页(P192-197)【关键词】地下洞室;爆破;自由面;振动频率【作者】杨建华;卢文波;严鹏;姜清辉;周创兵【作者单位】南昌大学建筑工程学院，南昌 330031;武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072;武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072;南昌大学建筑工程学院，南昌 330031;南昌大学建筑工程学院，南昌 330031【正文语种】中文【中图分类】TD235.1爆破振动是岩土介质爆破开挖最主要的危害，因爆破振动效应引起的结构变形、开裂和失稳等破坏时有发生，因此在工程爆破中应尽力降低爆破振动对结构的影响，以确保爆破安全。
爆破地震波特性研究
爆破地震波特性研究3张义平,吴桂义(贵州大学矿业学院, 贵州贵阳 550003)摘 要:结合现场爆破震动信号,从爆破地震波的传播形式、传播方式、波的特征、波的衰减吸收及传播介质的力学模型等方面分析了爆破地震波特性。
结果表明:爆破地震波是一种与自然地震波相似但又相区别的非常复杂的随机过程,它是不同幅值、不同频率与不同相位的各种波型叠加而成的复合波。
爆破地震波在传播过程中会发生多次反射、折射、绕射、衍射、波型转换甚至波导、层间波等复杂现象,传播过程中波的有关参数和时频特征常与爆源条件、传播介质的物理性质、场地特征及地形等因素紧密相关。
地震波在发生几何衰减的同时,还因粘弹性介质的内摩擦和热传导导致能量耗散,使得波能不断衰减。
关键词:爆破地震波;波特性;衰减与吸收中图分类号:T D235.1 文献标识码:A文章编号:1005-2763(2007)06-0068-05Study on Character isti cs of Bl a sti n g-Caused Se is m i c W aveZhang Y iping,W u Guiyi(College ofM ining,Guizhou University,Guiyang,Guizhou550003,China)Abstract:Combined with the data collected fr om the in-site monit oring of blasting vibrati on,the characteristics of blasting-caused seis m ic wave are analyzed comp rehensively fr om its p r op2 agati on for m,p r opagati on mode,p r operties,attenuati on,ab2 s or p ti on and the mechanics model of p r opagati on mediu m s.The results show that blasting-caused seis m ic wave,which is a very comp lex random p r ocess rese mbling t o be diffence fr om seis m ic wave,is a composite wave composed of kinds of waves with dif2 ferent ranges,frequencies and phases.I n the p r opagati on p r ocesses of blasting-caused seis m ic wave,comp lex phenome2 na such as many ti m es of wave reflecti on,refracti on,diffracti on and wave type diversi on even wave-guide and layer wave will happen,and relati onal para meters and ti m e-frequency charac2 teristics of waves are cl osely related t o the conditi ons of exp l osi on s ource,physical p r operties of p r opagati on mediu m,field charac2teristics and terrain.The dissi pati on of wave energy caused by the inner fricti on and heat exchange of viscous-elastic mediu m s accompanied with its geometry attenuati on induces the gradual attenuati on of wave energy.Key W ords:B lasting-caused seis m ic wave,Characteristics of wave,A ttenuati on and abs or p ti on爆破是矿山开采中的一个重要环节。
人工爆破地震波特性的实验研究——打印
Series N o.342 December 2004 金 属 矿 山MET A L MI NE总第342期2004年第12期张凤鹏,东北大学理学院,副教授,100004辽宁省沈阳市。
人工爆破地震波特性的实验研究张凤鹏 马万昌 孙豁然(东北大学)金校园(南芬露天铁矿)摘 要 对南芬露天铁矿生产爆破产生的地震波进行现场测试,获得了大量有效的人工爆破震动数据。
通过对这些数据的时域和频域分析,研究了人工爆破地震的振动速度、频带、主振频率和衰减时间等参量的变化规律,分析了人工爆破对地下硐室的影响。
关键词 人工爆破 地震波 特性 实验研究 地下硐室Experimental Study on Characteristics of Man2m ade B lasting C aused Seismic W avesZhang Fengpeng Ma Wanchang Sun Huoran(Northeastern Univer sity) Jin X iaoyuan (Nanfen Iron Open2pit Mine)Abstract A great number of effective artificial blasting2caused vibration data were obtained through the on2site testing of the seismic waves caused by the production blasting at Nan fen Iron Open2pit Mine.Based on the analysis of time domain and frequen2 cy domain of the test data,the change laws of the parameters of man2made blasting2caused seism such as the vibration speed,fre2 quency bandwidth,dominant frequency and dying2away time were studied.The effect of man2made blasting on underground tunnel was als o analyzed.K eyw ords Man2made blasting,Seismic wave,Characteristics,Experimental study,Underground tunnel1 工程背景南芬露天铁矿是我国大型机械化露天开采矿山,是本钢铁矿石的主要生产基地。
爆破地震波传播过程的振动频率衰减规律研究
爆破地震波传播过程的振动频率衰减规律研究摘要：爆破振动频率的研究是爆破振动危害控制技术发展的重要基础。
基于引入介质阻尼项建立的黏性岩体爆破振动频谱表达式，数值模拟分析球状药包、柱状药包爆破振动主频和平均频率的衰减机制和规律。
结果表明：无论是球状药包还是柱状药包，由于爆破地震波频谱曲线的多峰结构和高低频衰减速度的差异，其爆破振动主频随爆心距的增大并非严格的衰减，在衰减过程中出现局部突变或者波动，而爆破振动平均频率则随爆心距规则地衰减。
关键词：数值模拟；爆破振动；振动主频；平均频率；频谱曲线；衰减规律一、爆破振动主频的衰减1.球状药包基于弹性介质中球形空腔激发的弹性波理论解，引入介质阻尼项，获得了黏性岩体中爆破振动速度谱表达式Fn（ω）其中，式中：λ，μ为拉梅系数；CP为纵波速度；Qr为岩石的地质品质因子；re为弹性空腔半径；Sσ（jω）为弹性空腔内的荷载谱；ω为角频率；r为爆心距。
在弹性空腔作用三角形爆破荷载，其爆破荷载谱为式中：σmax为爆破荷载的峰值；τ为荷载作用持续时间；ae=τ1/τ；be=τ2/τ；τ1，τ2分别为荷载上升时间及荷载从峰值下降为零的时间。
本节利用振动速度谱Fn（ω）通过数值计算分析球状药包主频fd随爆心距r的衰减规律。
采用的计算参数为：σmax=50MPa，Cp=5000m/s，ρ=2700kg/m3，re=2.0m，ae=0.25，be=0.75，τ=10ms，泊松比ν=0.25。
岩体在考虑阻尼条件（Qr=12）下得到黏性岩体的fd随爆心距r的变化曲线如图1所示。
图1球状药包fd-r曲线结合式（1）可知，黏性岩体（Qr=12）有高频滤波特性，fd不仅随r的增大而衰减，且在r=72m处发生了突变。
为揭示球状药包爆破振动主频的突变机制，本节对不同爆心距爆破振动频谱曲线分布及其演化规律分析，随r增大，高频衰减快，低频衰减慢，频谱曲线由以主频为对称轴的三峰结构变成主频位于低频带的单峰结构。
爆破振动测试技术探讨
爆破振动测试技术探讨发布时间：2009-06-10杨年华(中国铁道科学研究院北京 100081)摘要：文章主要介绍了国内外爆破振动检测中硬件和软件的现状，分析了爆破振动测试中的技术要点和存在的问题，提出了爆破振动测试和分析的注意事项，探讨了爆破振动测试技术的发展动态。
关键词：爆破振动，质点振动速度，主振频率，单响药量1 爆破振动波时频特性爆破地震与天然地震主要区别在于时频特征差异。
天然地震振动时间较长，一次振动能持续几秒至几十秒，而爆破地震持续时间很短，一次振动只有几十毫秒～几秒，常用的毫秒延期雷管段数为15段以内，15段雷管延时为1秒。
更长的延时依靠接力传爆，但爆破震动波持续时间大多数在3秒以内完成，所以时域特性来看爆破地震的单次记录时间不会很长。
另外从振动次数上来看，天然地震常伴有多次余震，而爆破震动大多数是一次完成，也有采石场或某些石方开挖爆破工程中，需要多次爆破或长期生产爆破，地震波作用造成的危害会不断累加，产生疲劳破坏。
因此对于多次或长期爆破产生震动应作多段爆破记录。
爆破地震波的频域特性上，主振频率较高，一般爆破振动主频在5H z～300Hz，爆破地震频率受多种因素影响，而建筑物对各频率震波的动力响应关系与振动危害性密切相关。
根据国内外众多测试资料分析表明，一方面爆破地震波随着传播距离的增加，其振动主频不断降低；另一方面爆破地震波主频受爆破类型、装药结构、地形地质条件等多种因素影响。
为了获得真实的爆破振动信号，在爆破振动检测前应当初步估计爆破地震波的主振频率特征，从而更好地设定记录仪的采样频率、选择合理的传感器响应频率，才能有效地满足爆破振动测试的要求。
2 爆破振动检测设备目前爆破振动测试所用仪器类型很多，随着计算机技术的发展，数字式记录仪越来越多，有国产的也有进口的，数字式记录仪使用更方便、可靠，但缺乏统一的标准。
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爆破地震波主频率的试验研究
近年来，随着科技的发展，用爆破的方式激发地震波的应用得到越来越多的关注。
为了深入了解爆破激发的地震波的特征，本文针对爆破激发的地震波的特征中的主频的探讨和研究，通过实验数据和分析，尽可能系统地揭示出来爆破地震波的主频率，让科技界了解到更多这方面的知识，便于进一步发展。
首先，本文首先介绍了爆破激发的地震波的特征。
爆破激发的地震波的特征，主要表现为它的波形和频谱特性以及其他的一些特性。
其中，波形特性又体现为波形参数，振幅、周期都是其中的重要表现。
而频谱特性主要表现为波形中的一些特征频率，如低频、中频、高频等，以及频谱的峰值频率等，这也是研究爆破激发的地震波的特征中最重要的一部分。
接着，本文对爆破激发的地震波主频率进行了实验。
实验采用了爆破试验爆管、压力传感器及地震仪来进行实验，在一定的参数下，捕获爆管爆炸激发的地震波的数据，并经过一定的分析，研究爆破激发的地震波的主频率。
最后，根据实验结果，本文作者对爆破激发的地震波的主频率作出了讨论，其中主要是振幅和频率之间的关系，也就是振幅随着频率的增大而增大，但在某一个频率上又存在抑制现象，也就是振幅在某一个频率上得到抑制。
此外，还分析了频率随着爆破品质的变化所带来的变化，以及爆破激发的地震波的最大频率与爆破参数之间的关系。
综上所述，本文作者就爆破激发的地震波的主频率特征进行了实
验及分析，系统地研究了振幅的变化规律、频率的变化规律与抑制现象、爆破品质对频率的影响以及爆破激发的地震波的最大频率与爆破参数之间的关系，尽可能地揭示出爆破地震波的主频率，使科技界了解到更多关于这方面的知识，促进这方面的研究与发展。
本文的结论是，爆破激发的地震波的主频率的变化取决于爆破参数以及爆破品质，振幅随着频率的增大而增大，但在某一个频率上又存在抑制现象，爆破激发的地震波的最大频率与爆破参数有着一定的关系。
研究发现了爆破激发的地震波的主频率，为我们更深入地理解地震波提供了参考，有助于我们进一步发展爆破激发的地震波的研究。