爆破振动速度预测方法及其影响因素

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对爆破振动速度影响因素的探讨

对爆破振动速度影响因素的探讨摘要：爆破振动速度是爆破地震强度的一个重要参数，准确地计算好爆破振动速度对指导爆破作业有重要意义。

文章根据贵阳市金阳新区金岭东路爆破现场测试情况，采用最小二乘法原理分析数据结果，探讨爆破振动速度的影响因素。

关键词：爆破；振动速度；最小二乘法；影响因素1 引言爆破以工程建设为目的，它作为工程施工的一种手段，直接为国民经济建设服务。

随着爆破技术应用范围的不断扩大，工程爆破带来的危害日益凸显，其中爆破地震波会造成人员、设备、建（构）筑物的伤害和损害是我们公认的危害之一。

爆破地震波中一个主要的参数是爆破振动速度，而爆破振动速度受多种因素的影响，萨道夫斯基提出了集中药包时的经验公式为：（1）其中Q表示装药量，R表示距爆源中心的距离，K和α为两个系数。

为了准确预测和计算爆破振动速度，往往依靠经验公式来计算，然而在一些工程当中，这种预测出来的爆破振动速度和用仪器测试出来的振动速度相差甚大。

文章结合工程实例来探讨爆破振动速度的有关因素，为以后的工程在考虑爆破振动因素和计算爆破振动速度提供参考。

2 现场试验2.1 工程概况贵阳市金阳新区金岭东路西起金岭西路与金阳北路的交叉口，向东于K0＋762.335（X＝51 256.000，Y＝63 343.900）处与观山北路相交，再向东于K2＋549.146（X＝51 182.600，Y＝65 113.300）处与长岭路相交，终点与210国道相连。

路堑开挖宽度为60 m，山体高度高低不等，最高处约为20 m，土石方开挖工程量约为20万m3，土方工程约占30%，石方工程约占70%。

爆区土质主要为黏性土，爆区石质为白云岩，呈赤褐色，结构疏松，属中硬以上岩石，结构完好。

爆区为独立山体，自身地下岩层含水量较少，爆破最低高程位置无地下水。

2.2 爆破和测试方案2.2.1 爆破方案针对该地块周围环境的特点，施工从上到下、由西向东分层、逐段爆破和开挖，并采用毫秒延时爆破方式进行土石方爆破。

爆破振动预测研究综述

表2
学者公式刘美山等
1 /3 ［8 ］ α
有些研究者在针对某一具体工程的可靠性。因此，进行研究过程中，往往在式（ 1 ）的础上作一些修正。表 2 为考虑高差的爆破振动衰减规律公式。
考虑高差的爆破振动衰减规律公式
周同岭等［10］
β
朱传统等
βH 1 /3 α
［9 ］ 1 /3
宋光明等［11］
易长平（ 1975 —），武汉理工大学资源与环境工程学院，副教授， 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路。博士，
动峰值振速来描述爆破振动的强度。由于爆破过程及其振动传播过程的复杂性，实际工程中对于爆破振动峰值预测及衰减规律的研究主要以经验公式为主，也有一些理论研究，或者采用数值模拟及其他方法的研究。 1. 1 爆破振动强度的经验预测国内外大量的实测结果表明：反映爆破振动强度的诸物理量与炸药量、爆心距、岩土性质以及场地条件等因素密切相关。虽然各个国家试验条件各不相同，但大致上都可以得出以下形式的经验公式
［1 ］
： A = KQ m R n ，（ 1）
A 为反映爆破振动强度的物理量（振动速度或式中， kg； R 为测点到爆源中心的距加速度）； Q 为炸药量， m， n 为反映不同爆破方式、离； K ，地质、场地条件的系数和指数。表 1 是国内外主要应用于爆破振动强度预测的经验公式，这些公式都符合式（ 1 ）的形式，有学者对同一组爆破振动数据按不同的公式进行回归并与实测结果进行对比分析，发现尽管这些公式表达形式不同，但最后的预测结果差别并不大
［17 ］
计算速度也更快。算法不仅预测精度更高， 1. 3 爆破振动的理论预测常用的经验公式都不能直接反应诸如炸药种类、装药结构、钻孔孔径及岩性参数等因素对质点峰长值振动速度的影响。卢文波等基于柱面波理论、柱状装药中的子波理论以及短柱状药包激发的应力波场 Heelan 解的分析，推导了岩石爆破中质点峰值振动速度衰减公式

爆破震动质点振速峰值预测

基于某矿地形特征的爆破震动振速峰值预测摘要：影响爆破震动速度的因素有很多，而萨式公式仅仅反映了最大段装药量Q、爆心距R与爆破震动速度v的关系，其他影响因素只以K、α两个系数概括，并未真正的涉及如自由面方位、传播路径等地形特征以及地质因素的影响。

通过某矿现场的爆破震动监测，发现测点爆破震动速度的大小受地形特征的影响较大。

从自由面方位角以及传播路径地形情况两个方面分析不规则地形条件对质点爆破震动速度大小的影响，进而探讨相应的爆破震动预测方法。

关键词：地形特征爆破震动预测台阶爆破是目前国内外普遍采用的一种矿石开采方式。

该技术虽在一定程度上加快和满足了企业的生产需要，但由于炸药爆炸时产生的巨大能量，其引发的爆破地震波往往也会给周边村民的生活带来不利影响。

为了控制和降低爆破震动危害，通过在某矿地形条件下爆破震动波传播特性和影响因素的探究和分析，在现有爆破震动预测方法的基础上，探索在地形条件影响显著的条件下爆破震动的预测方法。

同时，引申该预测方法适用于其他不同的矿山。

1 自由面方位角对爆破震动速度的影响在我国，矿山爆破震动幅值预测通常采用萨道夫斯基公式：V=K(Q n／R)α式中：V为质点震动速度，cm/s；K为与爆破场地条件有关的参数；Q为最大段装药量，kg；R为测点到药包中心的距离，m；α为与地质条件有关的系数。

通过对相近装药量、相近距离、不同自由面角度的现场实测质点震动速度的对比分析发现，质点震动速度与爆区的自由面角度之间存在一定的变化关系。

为了定量分析自由面朝向与爆破震动速度大小之间的关系，对自由面方位角做出如下定义。

自由面方位角：是指自由面的外法线与爆区中心指向测点连线分别在水平面投影的夹角。

根据自由面方位角的定义，自由面方位角θ的取值范围为0°到180°之间。

1,1 基于自由面方位角的爆破震动公式对岩石爆炸能量分布的研究表明，对于台阶炮孔爆破，冲击波的能量约占总能量的28%，扩腔和抛掷岩石的能量约占总能量的50%。

爆破震动产生的影响分析

爆破震动产生的影响分析报告1爆破规模2014.4.7中午12：00我部在基坑开挖沉箱位进行2次大块石爆破和1次常规爆破，其中2次大块石爆破设计方量为：6079m3；孔数为：45个附加修路9个；设计装药量为：2430kg；爆破单耗：0.4kg/m3；由于发现底盘抵抗线过大，担心无法将底根完全抛掷，经现场决定将爆破单耗增大，实际装药量达到3900kg。

起爆后，在项目部生活区感觉比以前爆破震动强烈，经检查爆心距366m的测振仪显示爆破振速2.83cm/s。

2爆破振速的计算根据国家标准《爆破安全规程》，爆破振动计算公式为aR Q K v ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=31Q 为爆破单段起爆药量，最大单段起爆药量按下式进行计算α33max ⎪⎭⎫⎝⎛=K v R Q 式中：K ——爆破条件和场地系数；α——爆破地震波传递衰减指数；Q ——爆破最大段药量，kg；R ——爆破中心至保护对象某测点的距离，m；K、α值的确定，主要有经现场震动实测回归分析得到，或按工程类比法参考《爆破安全规程》的相关经验值进行选取。

《爆破安全规程》确定的经验值如下：表3-3爆区不同岩性的K 、α值岩性K α坚硬岩石50~150 1.3~1.5中硬岩石150~250 1.5~1.8软岩石250~3501.8~2.0目前本工程的K、α值只能参照其它类似工程进行初步确定，工程正式施工后进行实测较核。

初期设计理论校核时取值K=180，α=1.6。

国家标准局《爆破安全规程》GB6722-2011中第6.2.2款对不引起建（构）筑物破坏的爆破地震安全震速规定如表所示：爆破振动安全允许标准序号保护对象类别安全允许振速／(cm/s)<10Hz10Hz～50Hz50Hz～100Hz1土窑洞、土坯房、毛石房屋a0.5～1.00.7～1.21.1～1.52一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物a2.0～2.52.3～2.82.7～3.03钢筋混凝土结构房屋a3.0～4.03.5～4.54.2～5.04新浇大体积混凝土d：:龄期：初凝～3d2.0～3.0龄期：3d～7d3.0～7.0龄期：7d～28d7.0～12注1：表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。

东露天矿爆破振动对采空区影响及振速预测研究

东露天矿爆破振动对采空区影响及振速预测研究因地下矿山整合,东露天矿采场工作面下方存在大量未知采空区,受露天生产爆破振动影响,采空区会出现坍塌破坏现象,引发现场生产事故。

就爆破振动对地下采空区影响规律进行分析,以确定主要影响因素,建立采空区顶板振速预测公式,对合理选取爆破参数以控制爆破振动,保证地下采空区的安全稳定性具有重要实际指导意义。

通过在现场进行地表振速监测,对比数值模拟预测值,证明所建立爆破振动模型的正确性,再利用LS-DYNA软件建立采空区距炮孔不同水平距离、埋深和跨度条件下的三维爆破振动模型,研究分析了爆破振动对采空区影响的传播衰减规律,并对采空区顶板振速预测模型进行了拟合。

主要研究成果如下:(1)地下采空区的存在使得地表测点峰值振速有所增大,但是增幅不明显;受采空区影响爆破地震波持续时间增长,波形出现多个波峰,加强爆破振动对地表建(构)筑物的损伤破坏。

(2)对比爆破振动数值模拟和地表振速实测结果,振速衰减规律及测点振速时程曲线与实际吻合,质点峰值振速平均误差为7.4%,证明所选取的本构模型、岩体材料参数及建立的爆破振动模型是正确可靠的。

(3)爆破振动对采空区稳定性影响以顶板破坏为主,迎爆面侧墙次之,其中以振速水平分量对采空区破坏最为严重。

随采空区离炮孔水平距离增大,顶板振速逐渐减小;迎爆面侧墙振速先增大后减小,距离20m处最大,此时迎爆面侧墙最容易破坏。

随埋深增大,顶板水平向振速先稍有增大后减小,埋深35m时最大;迎爆面侧墙振速逐渐减小。

随跨度增大,质点峰值振速逐渐增大,当顶板跨度大于30m后,振速增大不明显。

(4)确定爆破振动对采空区影响的主要因素包括:单段最大起爆药量、采空区距炮孔水平距离、埋深和跨度,确定量纲分析基变量,运用量纲分析拟合得出受爆破振动影响的采空区顶板振速预测公式。

运用得到的振速预测公式可对采空区顶板质点振速进行预测,作为受爆破振动影响地下采空区安全稳定性的判别依据;选取最大安全振速,可计算单段最大安全起爆药量,为现场爆破施工设计提供理论指导。

爆破振动监测中振速预测影响因素分析

１）在选择爆破振动速度监测系统时，应预先估
计被测信号的幅值和频率分布范围，避免出现削
波、平台等情况。本次监测选择中科测控ＴＣＳ．Ｂ３三轴向振动速度传感器、ＴＣ一４８５０爆破测振仪，该设备自带液晶显示屏，现场可以直接设置各种参数，可以即时显示波形图像、峰值和频率等数据。
ｃＯｎＳＴＲＵＣＴＩＯｎＳＡＦＥＴＹ
建筑盔金２０１６年第１２期
施工安全
爆破振动监测中振速预测影响因素分析
董天雄
（重庆交通大学土木工程学院，重庆４０００７４）
【摘
要】在爆破振动监测中，国内主要是采用萨道夫斯基公式对爆破振速进行预测，公式中
（警
式中：ｌ／为测点质点振速峰值，ｃｎＹｓ；Ｑ为同段最大装药量，ｋｇ；为测点到爆源间距离，ｍ；Ｋ、为测
点到爆源间与地形、地质有关的系数。对（１）式两边取对数，则得：ｌｏｇｕ＝ｌｏｇＫ＋ｏｄｏｇ（Ｑ）
乘法回归拟和，也可以采用规范推荐经验值。但是Ｋ、０ｌ值影响因素较多，其具体取值对于爆破振动预
测有很大影响，其爆破试验工程需要控制误。
化砂岩多夹于泥岩层中，岩芯较完整，裂隙不发育，

隧道爆破振动控制技术研究

隧道爆破振动控制技术研究在施工隧道时，由于物理空间的限制、隧道内外岩石的强度差异等原因，常需要利用爆破技术来进行石头的破碎，方便挖掘。

但是随着隧道越来越“近”城市、越来越复杂的地下构造和地质地形，安全、环保等方面的问题也愈加突出，尤其是因为隧道爆破产生的振动对地下环境、周边的建筑物、桥梁等产生威胁，因此隧道爆破振动控制技术便应运而生。

一、爆破振动的影响因素及特点要想研究隧道爆破时的振动，我们先得了解影响隧道爆破振动的因素和振动的特点。

爆破振动的影响因素主要有：爆炸药的性质、爆炸药的药量、爆炸药包囊厚度、爆破孔的布置方式、爆破孔直径、岩体物理力学特性以及周围环境条件等等。

在高速公路、市区内的隧道、桥梁等狭窄的地域，产生的隧道爆破振动的特点是：1. 振动频率较高2. 振幅很小3. 振动持续时间短4. 具有随机性5. 频繁产生二、隧道爆破振动控制技术的应用现状针对隧道爆破振动影响的问题，目前主要采用以下几种控制技术：1. 引爆药量调整技术通过减少爆炸药量，从而降低振动。

2. 引爆时间依序错延技术在方向、间距等条件固定的情况下，根据预测的振动值大小，采取错延引爆时间，只发生小分段的爆破作业，达到减小整体振动的目的。

3. 阻抗匹配技术采用改善岩体与爆破时间的相互影响关系来达到降低爆破所产生的振动波的强度的目的。

4.防振手段这种技术主要是通过隔振和减振，迫使爆破振动能匀速向周围环境传输，以达到起到防振的目的。

三、隧道爆破振动控制技术研究进展和未来应用方向隧道爆破振动控制技术在国内外的研究已经有了一定的基础。

首先，随着计算机技术的进步，计算模拟成为爆破振动控制技术研究的重要手段。

其中，地震动计算、弹性波传播、岩体力学、爆炸力学等方面的研究成果，为隧道爆破振动控制技术的研究奠定了理论基础。

其次，生物仿生学的出现，使得一些仿生结构、材料被用于隧道爆破振动控制技术的研究。

例如，蜂巢结构、树形结构等，在发挥其原有功能的同时，可以起到隔振和减振的作用。

爆破振动速度预测方法及其影响因素

爆破振动速度预测方法及其影响因素赵华兵;龙源;宋克健;胡新印;董超【摘要】爆破振动速度是表征和评判地震强度必不可少的参量,结合某核电站一期地面爆破振动监测数据,分析比较了爆破振动速度的3种预测方法(地震动经验公式法、基函数回归法、BP算法),并讨论了炸药类型、最大药量、炮孔直径、最小抵抗线和延时间隔对爆破振动速度的影响,为工程实践控制爆破振动危害提供了理论依据.%The blasting vibration velocity is an essential parameter to characterize and assess the seismic intensity. On the basis of monitoring data from the ground vibration of bench blasting near a running nu-clear power plant, three kinds of predictive methods of vibrationvelocity(empirical formula method the ground vibration, basic function regression method , Back-Propagation Algorithm) were analyzed and compared and influences of explosive types, maximal charge, bore-hole diameter, minimal resistance line and delay interval on blasting vibration were discussed, which provided theoretical basis for controlling damage caused by blasting vibration.【期刊名称】《工程爆破》【年(卷),期】2012(018)001【总页数】4页(P24-27)【关键词】爆破振动速度;安全判据;预测方法;影响因素【作者】赵华兵;龙源;宋克健;胡新印;董超【作者单位】中国人民解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;中国人民解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;中国人民解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;中国人民解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;总装备部工兵军代局驻重庆地区军代,重庆400000【正文语种】中文【中图分类】O3841 引言目前建筑物拆除和矿山开采大多采用爆破，而由爆破引起的振动很可能会造成地下巷道、矿区高陡边坡或地面建筑物等设施在动力作用下的失稳与破坏，因而爆破振动强度的预测与控制显得非常重要［1－3］。

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ＫＥＹＯＲＤＳ：ＢｌｓｉｇｖｂｒｔｏｎｖｌｃｔＷａｔｎｉａｉｅｏｉｙ；Ｓａｅｙｃｉｅｉｆｔｒｔｒｏｎ；Ｐｒｄｃｉｅｍｅｈｅｉｔｖｔｏｄ；Ｉｆｕｅｅｆｃｏｒｎｌｎｃａｔ
引
目前建筑物拆除和矿山开采大多采用爆破，而
数据，析比较了爆破振动速度的３种预测方法（震动经验公式法、函数回归法、Ｐ算法）并讨论分地基Ｂ，了炸药类型、大药量、孔直径、小抵抗线和延时间隔对爆破振动速度的影响，工程实践控制爆破最炮最为振动危害提供了理论依据。
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＴｈｅｂｌｓｉｇｖｂｒｔｏｅｏｉｙｉｎｅｓｎｔａａａｔｒｔｈｒｃｅｉｅａｓｅｓｔｅｓｉａｔｎｉａｉｎｖｌｃｔＳａｓｅｉｌｐｒｍｅｅｏｃａａｔｒｚｎｄａｓｓｈｅｓｉｍｃｉｅｉｙＯｎｔｓｓｏｏｉｏｉｇｄａａｆｏｍｈｅｇｒｕｎｄｖｂｒｔｏｆｂｅｈｂｌｓｉｇｎｅｒａｒｎｎｉｇｎｎｔｎｓｔ．ｈｅｂａｉｆｍｎｔｒｎｔｒｔｏｉａｉｎｏｎｃａｔｎａｕｎｕ— ｃｅｒｐｏｒｐａ，ｔｅｋｎｄｓｆｐｅｃｉｅｍｅｈｏｏｉａｉｅｏｉｙ（ｅｐｒｃｌｆｒｕａｌａｗｅｌｎｔｈｒｅｉｏｒｄｉｔｖｔｄｓｆｖｂｒｔｏｎｖｌｃｔｍｉｉａｏｍｌｍｅｈｔｅｔｏｄｈｇｏｕｎｉｒｔｏｒｄｖｂａｉｎ，ｂｓｃ｛ｎｃｉｎｅｅｓｏｎａｉｕｔｏｒｇｒｓｉｍｅｈｏ，Ｂａｋ— ｏｐｇｔｏＡｌｒｔｔｄｃＰｒａａｉｎｇｏｉｈｍ）ｗｅｅｎａｙｅａｒａｌｚｄｎｄｃｏｍｐａｅｎｄｉｌｎｅｆｅｒｄａｎｆｕｅｃｓｏｘｐｌｉｅｔｐｅ，ｍａｍａｈｒｏｓｖｙｓｘｉｌｃａｇｅ，ｂｅｈｏｅｄｉｍｅｅ，ｍｉｉｌｒｓｓａｅｌｎｏｒ — ｌａｔｒｎｍａｅｉｔｎｃｉｅ
；影响因素
中图分类号：３４０８
文献标识码：Ａ
ＰＲＥＤＩＣＴＩＥＥＴＨＯＤＳＡＮＤＮＦＬＵＥＮＣＥＶＭＩＦＡＣＴｏＲＳｏＦＢＬＡＳＴＩＮＧＩＶＢＲＡＴＩＮＥＬＯＣＩＯＶＴＹ
ａｄｄｅａｎｔｒｌｏｎｂｌｓｉｇｖｉｒｔｏｅｅｄｉｃｓｅｎｌｙｉｅｖａａｔｎｂａｉｎｗｒｓｕｓｄ，ｗｈｉｈｒｖｄｄｔｏｅｉａｓｓｆｒｃｔｏｌｉｃｐｏｉｅｈｅｒｔｃｌｂａｉｏｏｎｒｌｎｇｄｍａａｓｄｂａｔｎｉｒｔｏａｇｅｃｕｅｙｂｌｓｉｇｖｂａｉｎ．
由爆破引起的振动很可能会造成地下巷道、区高矿
监测数据，对规程里所用的波速预测经验公式，针采用经验公式法、函数回归法及神经网络法对爆破基
爆破振动速度预测方法及其影响因素
赵华兵，龙源，宋克健，胡新印董超，
（．中国人民解放军理工大学工程兵工程学院，１南京２０３；１０７２．总装备部工兵军代局驻重庆地区军代，重庆
摘要：爆破振动速度是表征和评判地震强度必不可少的参量，结合某核电站一期地面爆破振动监测
第１８卷第１期２Ｏ２年３月１
工程爆破
ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＢＩＡＳＮＧＴＩ
Ｖ０＿８．ＮＯ１Ｉ１．Ｍａｃ２１ｒｈ０２
文章编号：０６０１２１）１０４４１０ —７５（０２Ｏ —０２ —０
ＺＨＡＯｕ — ｉｇＨａｂｎ，ＬＯＮＧａ，ＳＹｕｎＯＮＧｅｊａ，ＨＵＸｉ — ｉ，Ｋ－ｉｎｎｙｎＤＯＮＧａＣｈｏ
（．ＡｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇ１ＰＬＵｎｖｒｉｏｃｅｃｎｅｈｏｏｙ，Ｎｉｇ２００，Ｃｉａ；．ｇｎｅｌａｙＲｅｒｓｎａｉｙｎ１０７ｈｎ２ＥｎｉｅｒＭｉｔｒｐｅｅｔｔｖｉｅＯｆｉｆｅＧｎｒｌｍａｅｔＤｅａｔｎｎＣｏｇｉｇＡｒａ，ｈｎｑｎ０００Ｃｉ）ｆｃｏｔｅｅａｅｈＡｒｎｎｓｐｒｍｅｔｈｎｑｎｅＣｏｇｉｇ４００，ｈｎｉａ