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。
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、中区传播的依次是冲击波、应力波,地震波由应力波在传播远区到达界面产生反射和折射叠加而形成[1],它是一种由爆源附近的应力波转换而来在岩土介质中传播的一种能量逐渐衰减的扰动,尽管只占爆炸所释放能量中的一小部分[2],但爆破地震波的特性对研究爆破地震波的传播机理、衰减规律及危害控制都具有重要意义。
为此,人们从不同侧面对爆破地震波特性进行了大量研究[3～10]。
本文结合现场爆破震动监测信号,在查阅大量文献基础上,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进行分析,探讨爆破地震波的特性。
1 爆破地震波的分类爆破地震波包括在地层内部传播的体波和在地层表面或介质体表面传播的面波。
体波可分为纵波(P波)、横波(S波);面波主要有Rayleigh波(R波)和Love波(L波)。
体波中的纵波指质点的振动方向与波的前进方向一致,使介质产生压缩和膨胀,因此又称为压缩波、疏密波、无旋转波或P(p re m ier)波。
体波中的横波指质点振动方向与波的前进方向垂直,使介质被I SS N1005-2763 CN43-1215/T D 矿业研究与开发第27卷第6期M I N I N G R&D,Vol.27,No.6 2007年12月Dec.20073收稿日期:2007-04-16基金项目:国家自然科学基金(50764001);贵州省科技攻关项目(黔科合GY字(2007)3015);教育部“春晖计划”资助项目;贵州省优秀青年科技人才资助项目.作者简介:张义平(1970-),男,湖南邵东人,博士,副教授,主要从事岩体力学、矿山开采及安全技术教学与科研工作,Email:c me.ypzhang@。
剪切,故又称为剪切波、等体积波、旋转波或S (sec 2ond )波。
S 波又分为S V 波与SH 波,其中S V 波是在入射平面内且与传播方向垂直振动的S 波,SH 波是在垂直于入射平面的方向上振动射线和平行的S 波。
与S 波相比,P 波具有传播速度快、周期短、振幅小的特点。
面波是体波经地层界面的多次反射形成的次生波,是在地表或结构体表面以及结构层面传播的波,已发现存在R 波和L 波两种形式。
半无限介质表面附近的R 波是P 、S 波由于边界作用产生的,其波速V R 通过Rayleigh 方程可以确定[11]。
R 波传播时,质点在波的传播方向和自由面法线组成的平面内作椭圆运动,而在与该平面垂直的水平方向没有振动,其振动随深度呈指数衰减。
半无限弹性介质中P 波、S 波和R 波的传播速度之比和μ的关系见图1。
可知V R <V S <V P ,其中V R 略小于V S ,当μ→0.5时,V R →V S 。
当μ=0.25时,V P =3V S ,且与频率无关,即R 波不存在频散现象。
图1 半无限介质中P 波,S 波及R 波的传播速度之比和泊松比μ的关系 只有在半无限空间上至少覆盖一低速地表层时,L 波才会出现。
L 波传播时,质点作与波的传播方向垂直的水平横向剪切振动,而无垂直分量运动,其传播速度介于最上层横波速度与最下层横波速度之间。
体波具有周期短、振幅小、衰减快的特点;面波其特点是周期长、振幅大、传播速度慢、衰减慢和携带的能量大。
体积波特别是其中的P 波能使岩石产生压缩和拉伸变形,它是爆破时造成岩石破裂的主要原因,体波在爆破近区起主要作用;表面波特别是其中的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,面波在爆破远区起主要作用。
地基土泊松比在1/4～1/2范围之内,其纵波波速V P ≥1.75V S ,R 波波速V R =(0.9194～0.9554)V S 。
所以从振源向外传播时,由于传播速度的差别,在远区体波与面波在时空上相互分开,P 波最先到达接收点,S 波次之,R 波最后到达。
在弹性波的总输入能量中,R 波约占67%,剪切波占26%,压缩波占7%,即总能量的2/3是以R 波的形式向外传播。
因此,在研究波的特性和抗震时,R 波的研究具有重要意义。
2 地震波传播速度由于地震波在传播过程中遇到不同的地质条件,它将影响地震波的传播速度。
波速指波在介质中的传播速度,是波在介质中的能量衰减过程。
质点振动速度指在外力作用下质点相对平衡位置作反复微幅运动时的速度,是质点运动能量的衰减过程。
波速通常是波作用下的质点振动速度的几个数量级。
在爆破地震效应分析中,通常关注质点振动速度而不太重视波的传播速度。
实际传播介质并非理想的弹性介质而是粘弹性介质,波速不但和介质的成分、弹性、密度有关;还和介质的孔隙度、孔隙中所含流体的种类、相态有关。
此外,它还和介质的埋藏深度、地质年代、经受地质构造运动的历史等因素有关[12]。
3 爆破地震波传播的特性3.1 地震波的特征由于爆源的复杂性(炸药、装药结构、爆破参数的多样性),传播介质的物理力学特性和地形地貌的多变性,使得爆破地震波具有随时间作复杂变化的随机不可重复的特性[13]。
不同条件下的现场实测爆破波形和频谱反映出,不同条件下的爆破所产生的震动波形是有明显区别的,不但在震动幅值上变化复杂,而且波的频率和持续时间也与爆源特性、爆心距、爆破规模及介质的不同显出明显的差异性。
爆破能量传播是一个衰减的过程,在各种不同介质中爆破地震波所包含的能量仅占爆炸总能量的3%～20%,其作用时间也较短,具有瞬态冲击振动的特性,其在爆破远区的危害性往往为人们所忽视。
爆破地震波含有各种频率成份,是一种宽频带波。
在传播过程中,由于介质的滤波作用,爆破地震波在离爆源较近时高频成份较丰富,随着波向远处的传播,高频逐渐吸收,而低频能传播到较远的距离。
爆破地震波包含一个或几个主要的频率成份,96 张义平,等: 爆破地震波特性研究不同的频率成份对结构、设备及人员的影响也明显不同。
大部分的爆破地震波频率主要集中在低频段,如果与结构的固有频率接近,就会产生共振现象,从而加大对结构体的破损影响,所以爆破地震波的频率特性不容忽视[14]。
3.2 地震波传播的方式地震波在传播过程中将发生反射、透射与绕射、衍射、波型转换、波导、层间波等复杂现象,使地震波传播方向与途径发生变化。
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
地震勘探爆破技术探讨与研究
地震勘探爆破技术探讨与研究摘要:地震勘探爆破是一种特殊的爆破方法,它不同于一般的工程爆破,本文介绍了地震勘探的原理,以及地震勘探爆破技术,详细阐述了从选位、钻孔、装药、封孔,到起爆各个环节的技术措施,对地震勘探爆破的安全防范和激发效果进行了很好的探讨和研究。
关键词:地震勘探爆破人工激发爆破器材自由面地震波地震勘探是通过对岩石弹性性质的研究来解决地质结构问题。
通过人工激发所产生的地震波在地壳内的传播,当遇到弹性性质不同的界面时可以产生反射、折射等物理现象,利用地震仪在地面将反射及折射的地震波接收并记录下来,经过分析和研究,推算地下不同岩层分界面的埋藏深度等要素,来了解地层的构造形态。
简单地说,地震勘探就是通过人工方法激发地震波,研究地震波在底层中传播情况,查明地下地质结构,达到掌握该地区孕震构造环境的一种方法。
人工激发源是地震勘探的前提工作,激发效果的好坏直接影响到地震仪的接收效果以及后期的资料处理和资料解释工作,因此人工激发源在地震勘探工作中的重要性是不容忽视的。
1 激发点位置的选择地震勘探的首要任务是实地踏勘,就是根据设计在测线上定出人工激发点的位置。
人工激发点一定要选在远离村庄、厂矿、桥梁、水库、重要道路、高压电缆,通讯光缆且地下水丰富的地方。
因为近几年的爆破药量一直在增加,小则一吨,大则三五吨,所以产生的爆破能量很大,对周围环境有一定的影响,甚至具有破坏性,所以人工激发点的选择必须慎之又慎。
以前,地震勘探选择人工激发点时偏重于选择土层,而尽可能避开基岩,因为一是土层的激发效果要比基岩好,二是因为土层钻孔容易。
但是随着勘探工作的需要和科技的发展,这几年的勘探工作多集中在山区,在基岩上钻孔爆破的技术得到很大提高。
2 因地制宜,合理布孔地震勘探激发源炮孔应呈三角形(见图1)或方阵形(见图2)布置,如果是土层孔间距要间隔8～9m,如果是岩石孔间距要间隔6～8m,严禁一字型布孔,根据多年的经验,三角形和方阵形布置要比一字形布置效果好,群炮要比单炮的效果好。
爆破地震波及防护探析
爆破地震波及防护探析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的地震波。
尽管爆破地震波波压低、速度慢，其传播能量仅为爆炸总能量的很少部分，但由其所致周围建（构）筑物的毁伤效果却不容忽视，特别是其低频部分能量引起建（构）筑物所产生的共振，对建（构）筑物能产生致命的毁伤。
目前对于爆破地震波的研究主要是在防护方面，目的是为了减小在工程实践中爆破地震的危害。
炸药爆炸释放出来的能量以两种形式表现出来，一种是冲击波，另一种是爆炸气体。
随着传播距离的增大，冲击波衰减为应力波和地震波，地震波引气的（近地表）地面振动称为地震动。
当这种震动达到一定强度是，就会对爆区周围的建筑物造成一定的破坏。
因此，很多爆破工作者正在进行不断地试验和研究，寻求有效地控制爆破震动的方法。
2 爆破地震波特性研究2.1 爆破地震波的形成及分类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、中区传播的依次是冲击波、应力波，地震波由应力波在传播远区到达界面产生反射和折射叠加而形成，它包括在介质内部传播的体波和沿分层岩石层面传播的面波。
体波具有周期短、振幅小、衰减快的特点；面波特点是周期长、振幅大、传播速度慢、衰减慢和携带的能量大。
体积波特别是其中的P波能使岩石产生压缩和拉伸变形，它是爆破时造成岩石破裂的主要原因，其在爆破近区起主要作用；表面波特别是其中的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。
2.2 爆破地震波的传播特性及影响因素由于爆源的复杂性，传播介质的物理力学特性和地形地貌的多变性，使得爆破地震波具有随时间作复杂变化的随机不可重复的特性。
不同条件下的爆破所产生的震动波形是明显区别的，不但在震动幅值上变化复杂，而且波的频率和持续时间也与震源特性、爆心距、爆破规模和介质的不同显出明显的差异性。
文献[2]指出爆破地震波富含各种频率成份，具有瞬态性、随机性和危害性的特征。
地震波传播特性及其在勘探中的应用研究
地震波传播特性及其在勘探中的应用研究一、引言地震波作为一种自然的物理现象，在地球物理勘探领域中扮演着重要的角色。
地震波的传播特性不仅对于地下结构的了解有着至关重要的意义，同时也是地震灾害研究的基础。
因此，研究地震波传播特性及其在勘探中的应用具有深远的意义。
二、地震波的传播特性地震波存在着多种不同的类型，包括纵波、横波、面波等。
不同类型的波具有不同的传播方式和传播速度。
1. 纵波纵波是一种沿着传播方向上具有压缩膨胀作用的波。
在地震波中，震源产生的纵波在地壳中的传播速度通常要比横波快一些。
在岩石中，纵波传播的速度也会受到物质性质的限制。
例如，在同样的情况下，密度越大的岩石中纵波速度越快。
2. 横波横波是一种在与传播方向垂直的方向上具有振动的波。
在地震波中，横波的传播速度通常要比纵波慢一些。
横波通常只能传播到相对浅的深度，因为在深部，压力会使得横波衰减。
3. 面波面波是一种横波和纵波的混合波。
在地震波中，面波传播的速度通常要比横波慢，但要比纵波快。
三、地震勘探中的应用利用地震波的传播特性，可以获取地下结构的信息。
以下是地震勘探中常见的应用。
1. 井下地震测量井下地震测量是指将地震探测器下放到井中进行勘探。
相比于地面勘探，井下地震测量能够获取更加精确和深入的信息。
同时，井下勘探还能够避免因地面上杂散波而产生误差。
2. 二维和三维地震勘探二维和三维地震勘探是指利用地震波在地下反弹的原理，测量不同深度的地下结构。
通过将地震传感器放置在地面上，可以获取地下结构的横向属性。
如果将传感器放置在不同高度或者深度，还可以获取其纵向属性。
3. 井间勘探井间勘探是指在地下多个井的位置上布设地震探测器，然后发送地震波进行勘探。
井间勘探可以大大提高勘探精度，尤其是在海洋石油勘探中，因为利用井间勘探能够实现更深入的勘探。
四、总结地震波的传播特性及其在地球物理勘探领域中的应用是地球物理学研究的重要方向之一。
未来的研究将更加注重技术创新和优化，以更加精确和高效地获取地下结构信息。
论爆破地震波在传播过程中的衰减特性_郭学彬
第15卷第3期 2006年3月中 国 矿 业C HINA MINING MA GAZINEV o l.15,N o.3M arch 2006科苑#聚焦论爆破地震波在传播过程中的衰减特性*郭学彬1肖正学1张继春2刘 泉3(11西南科技大学环境工程学院#绵阳621002;21西南交通大学土木工程学院#成都610031;31四川省交通厅内河设计院#成都610017)摘 要:爆破地震波能量随着传播距离的增加而不断衰减,其衰减程度主要受到传播介质的影响。
以层状岩体为例,从理论上说明爆破地震波沿岩层走向、倾向传播时其强度衰减不同的原因。
对比分析顺层山坡露天矿生产爆破震动效应试验的振动速度实测数据发现,在与爆源距离相同的条件下,爆破地震波在岩层的倾向上的衰减比走向要快,且在爆源距相等时,平行走向的振动速度是垂直走向的115~210倍。
关键词:爆炸力学 衰减特性 爆破振动测试 滑行坡 振动强度中图分类号:T D23511 文献标识码:A 文章编号:1004-4051(2006)03-0051-03ON ATTENUATING CHARACTERISTIC OF BLASTING SEISMIC WAVES IN PROPAGATING PROCESSGuo X uebin 1 Xiao Zheng xue 1 Zhang Jichun 2 L iu Q uan 3(11So uthw est U niversit y of Science and T echno log y #M ianyang 621002;21Southwest Jiaoto ng U niver sity #Cheng du 610031;31Internal R iver Design Inst itute of Sichuan #Cheng du 610017)Abstract:With the spr ead dist ance incr easing ,the energ y of blast earthquake w ave w ill decrease.T he media in w hich it spread mainly decides this process.T ake layer ed ro ck for ex ample,the essay theor et ica-l ly ex plains the r easo n that ear thquake w ave reduced alo ng the creatio n and inclining direction.Co nt rast ansly sis of blast vibr atio n in o pencast show s,under the same blast distance,the earthquake wav e in crea -ting dir ect ion will att enuate mo re quickly t han that in inclining direction.Even t he same blast hole,t he ve -locity par alleling to creating directio n is 115to 2times than that w hen v ertical to cr eat ing dir ection. Key words:Ex plosio n mechanics A ttenuating Cha racteristic Blast v ibratio n test Slip slope V ibra -tio n int ensity*基金项目:四川省教育厅资助项目(编号:2004A129)收稿日期:2005-11-31作者简介:郭学彬 西南科技大学环境与资源工程学院 教授1 前言爆破地震波造成的破坏作用是爆破公害中最重要的问题之一。
浅析露天矿山爆破时对临近建筑物的降震技术
浅析露天矿山爆破时对临近建筑物的降震技术摘要：在矿山爆破产生的危害中，影响最大的是爆破地震波对周围建筑物的影响。
本文主要对爆破地震效应主要控制因素及爆破地震波的特征及其影响进行了分析，进而阐述了露天矿爆破减震技术措施及其应用。
关键词：露天矿山；爆破；降震一、爆破地震效应主要控制因素1.1爆破地震速度爆破作用引起的地震波是一种极为复杂的随机波，一般情况下，为了研究方便，假定介质是均质的、各向同性的弹性体，介质质点作简谐运动。
因此，介质质点的运动状态可用位移x、速度V和加速度a等物理量进行描述，即式(1)。
在实际应用时，通常取各物理量的峰值，即式(2)。
(1)x=Asinωt；V=dx／dt×sin(ωt+p／2)；a=d2x／dt2=ω2Asin(ωt+p)(2)x=A；V=ωA=a／2πf；a=ω2A=2πfv式中，A为质点振动幅值，mm；ω为圆频率，ω=2πf；f为振动频率，Hz；t为时间，s。
由式(1)、(2)式可见，只要测量到3个物理量中的任何一个，原则上就可以确定其它2个。
为了能在理论上完整地描述爆破地震波的传播规律，必须同时测量质点运动的3个正交分向量，并将它们表达成时间的函数，然后求其矢量和。
实测资料表明，采用质点振动速度作为衡量和描述爆破地震振动强度的标准，比采用位移和加速度作为衡量标准更有利于排除介质因素的影响，并且与构筑物的破坏特征的相关性更好。
介质质点的振动作为简谐运动，则介质质点的谐振速度V可表达成如下形式V=2πA/T，(3)。
式中，A，f同前；T为振动周期，s，T=1/f。
当介质性质改变时，A和T同时增大或减小。
当结构物受到振动时，符合弹性力学关系σ=E·ε.(4)。
因此，对于性质不同的介质，A和T的比值(A/T)变化极小，从而V值变化稳定。
而应变ε与质点的振动速度V和波的传播速度C之间的关系则为ε=V/C，(5)。
将式(5)代入式(4)，得到极限条件下的应力σm与极限振速Vm之间的关系为σm=Vm／EC.(6)由此可见，爆破地震波作用在结构物上产生的应力与质点振动的速度成正比，这表明质点振动速度是一个判别结构物安全与否的重要物理量。
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
砂土层中爆破地震波传播特性研究
破 时 间为 ２ ０ ０ ５年 ４月 １ ３日 １ ５点 ２ ２分 ， 会 学 校 财 和鑫 园大酒 店爆 破 时间分别 为 ２ ０ ０ ５年 ４月 ２ １日早
上 ６点 ５分 和 ２ ０ ０ ５年 ５ １ 月 ０日早 上 ５点 １ ５分 。 下
维普资讯
向和横 向质 点振 动速度 ， 单位 为 ５ ｍｍ／ ／ 。从 图 ３ ｓ格 中容易得 出振 动 持 续 时 间 和振 动 的 幅值 （ ２ ， 表 ） 而 且 可 以看 出在 ２ ｍｓ时 间段 内又 出现一 个振 动 峰 ～３ 值， 这是 楼房倒 塌触 地 引起 的 ， 振 动幅值 明显低 于 但 爆破 引起 的振 动峰值 。
的情 况下 ， 产生 的爆破 振动 特性取决 于传递 介 质 。 传
递介 质 的不 同 ， 破 地震波 的传播 特性也不 同 。 阳 爆 沈 宾馆 、 阳市鑫源 酒店 和财会 学校位 于市 中心 ， 沈 是三
圆砾＞１、 ｍ ０ｏ
个相邻 的建 筑物 ， 在城 市改造 过程 中 ， 用定 向爆 破 的 方法 进行 分次 拆 除 。该 地 区的地下 岩层 结 构如 图 １
段数 和 总药量 。三 次爆 破使用 的地震波 监测 仪器 是
一
样的， 只是爆 破 日期和 时间各 不相 同 。 阳宾馆爆 沈
沈 阳宾 馆周 围的建 筑物 都 是 拆 除对 象 ， 是保 不 护对 象 ， 政兴游 泳馆本 次不拆 除 ， 但 暂时予 以适 当保 护 。沈 阳宾 馆周 围环境如 图 ２ 示 。其它保 护对 象 所
所 示 ， 地表往 下 ３ 范 围 内依 次 为杂 填 土 、 质 ０ｍ 粉 粘 土 、 细砂 、 粉 中粗 砂 、 砂砾 和 圆砾 ， 点不 同 ， 岩 地 各 土层 的厚 度也不 尽 同， 但层 次结构 基本不 变 ， 以砂 土
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。
岩石爆破破坏机理及爆破地震波的特性研究
岩石爆破破坏机理及爆破地震波的特性研究作者：王文等来源：《科学与财富》2015年第27期摘要：随着爆破技术的广泛应用，其所产生的震动、空气冲击波、噪音、飞石等负面影响日益引起了人们的关注，其中爆破震动被认为是各种公害之首。
爆破所产生的地震波对各种结构均有不同程度的影响，尤其是地下结构，可能出现巷道围岩失稳、支护结构失效破坏、诱发冲击矿压等严重后果。
因此，研究爆破地震波对巷道围岩的影响，探讨掘进爆破巷道围岩的动力响应尤为重要，是爆破震动研究领域中的重点内容。
关键词：爆破地震波，巷道围岩，爆破振动一、岩石爆破破坏机理当岩体采用爆破开挖的方法，炸药在炮孔中起爆后，岩石发生的变形破坏大致有以下几个过程：（1）强大的冲击波压应力使炮孔周围岩石受压破碎，在瞬时形成压缩破碎和初始裂隙；（2）环向拉应力及应力波反射拉应力使岩石中的裂隙扩展，引起岩石进一步破裂，包括初始裂隙的形成和二次裂隙的扩展；（3）爆生气体膨胀作用使岩石中的裂隙贯穿形成碎块，碎胀体积增加，岩石运动，形成爆破漏斗。
根据岩石的破坏情况，除了在装药处形成的空腔，大致可将其分为三个区域：压缩粉碎区、破裂区和震动区。
如图1.1所示，图中：1—震动区；2—破裂区；3—粉碎区；4—空腔。
图1.1 爆破作用下岩石的破坏特征二、爆破地震波概述2.1 爆破地震波的形成药包在岩石中爆炸后，最初施加在岩石上的是冲击荷载，产生冲击波，作用于爆炸中心近区岩体。
随着冲击波传播距离的增大，其波阵面会因破坏作用而倾斜，波的正压作用时间会随着波传播距离的增加而增加。
随着传播距离的增大，应力波衰减的速度较慢，作用范围较大，一般为装药半径的120-150倍。
当传播距离超过药包半径的400～500倍时，应力波的幅值大大减小，但其所产生的移动能长时间作用在岩体上即正压作用时间加长，使岩体的裂隙加宽，产生明显的相对移动，此时压缩应力波衰变为具有周期性振动的地震波。
2.2 爆破地震波的分类爆破地震波是由应力波从远区传播到界面，并且在界面上产生反射和折射叠加而形成的。