浅眼爆破地震波传播规律_魏晓林

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爆破地震效应.

首先要利用经验公式初步估算爆破振动强度，然后参照目前常用的爆破破坏判据，判断爆破振动效应的大小。一般都要先进行小规模的爆破试验，通过实地测试爆破振动强度的资料，求得符合该爆破条件下的K、α 值，再用来作为进行爆破设计的参数。
3.2爆破地震波的测试爆破地震波测试的实质就是测量爆破地震动下介质质点的振动规律。实际上只需要测量到爆破地震动时介质质点的振动位移、速度、和加速度的时间历程曲线（振动波形图）。通过分析计算即可得到表征地震波特性的基本参量、幅值、持续时间、主频率及频谱。
四、爆破地震预防措施
1.限制一次爆破的最大用药量；
2.选用低威力、低爆速的炸药；
3.改变装药结构可降低爆破震动； 4.采用毫秒爆破技术，限制最大一段的装药量； 5.采用预裂爆破技术；或在爆源与需要保护的建（构）筑物之间开挖减震沟槽。
国内外对爆破地震效应进行了大量的研究。主
要研究的问题可以归纳为两个方面：
（1）爆破地震波的特征及传播规律；（2）爆破地震波对建筑物的影响。为解决这一问题，一方面是加强对各种爆破条件下爆破地震波的特性分析和对建构筑物危害的
现象和破坏爆破地震波的特征参数、结构的动力响应及结构动力特性参数的测试。以宏观调查资料以及爆破振动测试数据为依据，确定爆破地震波的特性、传播规律以及爆破地震波与建筑物动力响应关系。因此，爆破振动测试是研究爆破地震效应的基本手段和方法。
1 1 3
实际工程中，主要通过求算齐发爆破允许的最大装药量，或延期爆破中最大段的允许装药量来满足安全需要。
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三.地震效应测试
3.1爆破地震效应测试目的了解和掌握爆破地震波的特征、传播规律以及对建筑物的影响、破坏机理等，以防止和减少对建筑物的破坏，达到最有效地控制爆破地震波危害的目的.

爆破荷载作用下浅埋隧道地表振动的空洞效应研究

爆破荷载作用下浅埋隧道地表振动的空洞效应研究采用钻爆法进行隧道掘进施工的过程中,爆破施工产生的振动被认为是影响最大的负面效应。

在浅埋隧道工程的爆破施工中,由于隧道的埋深较浅,导致地表的振动效应比较明显。

如果不了解爆破地震波在地表的传播规律,就有可能导致地表的建筑物因过大的振动强度而发生破坏,造成严重的工程事故。

空洞效应导致浅埋隧道爆破开挖时地表的振动发生区域性变化的特征,即隧道掌子面后方开挖成洞区拱顶上方地表的振动速度大于对称位置未开挖区的地表振动速度的现象。

本文主要以成贵高铁豆子湾隧道下穿桥桥湾水库为工程背景,通过对隧道上方地表进行振动测试试验和数值模拟计算相结合的方法,进行爆破荷载作用下浅埋隧道地表振动的空洞效应研究。

对现场试验测得的地表振动速度波形图进行分析,得到掏槽孔起爆引起的地表振动速度最大,掏槽孔起爆引起的振动对地表振动强度起决定性作用。

提出空洞效应振速放大系数作为衡量空洞效应导致的地表振动放大效应的标准。

进行数值模拟研究,提出爆破荷载的施加方法和边界条件的处理措施,得到进行爆破荷载作用下浅埋隧道地表振动研究的数值模拟方法,对计算结果进行分析得到空洞效应在隧道掘进方向上的变化规律和隧道上方地表受空洞效应影响的区域范围。

提出分段楔形掏槽的掏槽孔起爆方法来削弱空洞效应导致的地表振动的放大效应,并在广州地铁二十一号线区间隧道上进行应用实践。

浅层地震折射波在某隧道勘察中的应用

一
测线布置：我们根据设计线路地形图及现场线路中桩点实地布设测线，在隧道沿设计铁路中线布设一条地震折射纵剖面。观测系统：为了能够追踪出目的层及提高初至判渎的精度和可靠
性，采用双重追逐相遇观测系统。参数选择：采用２道地震仪，每排列２道，道问距８４４ｍ；每排列设置７，炮远炮偏移距６ｍ，详见（）；震源为重锤，重约２磅；０图２４
１表层剥去法原理．２
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设折射波相遇时距为和，对应于点的折射波旅行时分别为 ‘ 和ｔｘ，设为互换时，则对应于的延时Ｄｘ为（８）（（）
Ｄ：ｆ） ± ２一生
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技术创新
浅层地震折射波在某隧道勘察中的应用
王奇
ｆ都理工大学信息工程学院煤炭科学研究总院重庆研究院）成
摘要本文采用工程物探比较常用的折射法对隧道进行调查，通过，法和袁层剥去法进行资料处理，对比分析后认为袁层剥去０，法表层剥去法折射波。
某隧道全长２００ｍ，工区属丘陵地貌，植波发育。基岩主要为泥岩。勘察的目的为：隧道土石分层，弹性波围岩级别划分，构造（岩性分界、断层）查找（位置、产状）。
２２野外工作方法．
ｆ）在遇到较大曲率的凸界面时，可能形成穿透波，识别是否４为穿透波的方法是利用追逐观测系统，观察追逐时距曲线，若不同激发所得的时距曲线不平行则为穿透波，若两曲线平行则为折射波。（）５关于初至读取：一般认为一个工区的初至读取工作应该由个人完成，这样会减少不同的人为读取误差。对于有些初至起跳不明显时我们要采取单道放大的方式，但放大的原则是其波形不能掩盖

露天浅孔爆破震动反应谱特征

描绘，不能确定爆破振动对建筑物产生的地震荷载，更不能充分的定量给出它所产生的破坏的能力。现代
爆破的大量工程实践和研究都表明，爆破振动对建构筑物的破坏作用不仅仅取决于质点振动速度的大小，而是多个物理量的综合体现，包括振动速度、振动持续时间、振动频率以及建构筑物自的结构特征。建身筑物的结构千差万别，导致它们对于爆破地震的响应也各不相同。对于结构、材料各不相同的建筑物，如仅采用目前的地面振速标准来进行安全控制，就显得比较笼统，亦不尽合理。爆破震动反应谱表示单自由度体系在地震波作用下的最大反应，它反映了在爆破震动作用下结构的特性，将其用于研究爆破震动对建筑物的作用时综合考虑了结构自振特性和爆破地震波特性的影响，比仅用地面质点振速作为判断建筑物安
１２监测系统．
现场采用美国ＳＵＳ公司生产的ＮＳ５０ＡＬＣＣ一００电脑控制测振仪，该系统由速度传感器、监测器及专
用分析软件组成。具有良好的低频段检测性能（．３０１５～０）及较宽的工作温度范围（０℃ ６一１Ｏ℃），测量精度及信噪比较高，完全可满足本次爆破振动安全监测与评估的需求。
６ＫＶ配电室（Ｖ监测区）Ｉ
一ｒ轮Ｌ｝＝Ｉ区－｛；机三：ｆ：ｌ｛ —汽Ｉ二一测；ｌｆ２二益二
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图２华能汕头电厂爆破振动动监测实验方案布置不意图
动作用下的安全性提供了科学依据。
１爆破震动监测系统与监测方案

浅析爆破地震波产生的原因及控制方法

·炸药与爆破 · 浅析爆破地震波产生的原因及控制方法方颜空1 、2文永胜1 顾亮业1 吕力行1 (11 昆明理工大学国土资源工程学院 , 云南昆明 650093 ;21 中国铝业贵州分公司第一铝矿 , 贵州贵阳 550209)摘要 : 重点分析了爆破地震波产生的原因及传播规律 ; 介绍了国内在爆破地震方面的安全判断依据和安全允许距离的计算方法 ; 并从采用微差爆破、合理优化孔网参数、选取合理的爆破参数、改善爆破条件等诸多方面进行综合分析后 , 提出了相应的控制措施。

关键词 : 地震波 ; 爆破震动 ; 控制方法 ; 安全措施中图分类号 : TD 2351 14文献标识码 : 文章编号 : 1671 - 8550 (2009) 03 - 0037 - 02A地震波波形比较复杂 , 但整个波动过程大致可分为初震相、主震相和余震相三部分。

如图 1 所示 , 主震相振幅最大 , 相应破坏性也最大。

爆破地震波的峰值与装药量、至震源的距离有关 , 并随之变化而变化。

概述无论是矿山采矿 , 还是水利和建筑拆除施工 , 因爆破方法、空间及周围环境条件的差异 , 爆破所引起的震动、空气冲击波、噪声及飞石对周围的人员、建筑物、设施会产生不同程度的影响。

其中爆破震动带来的危害最严重 , 并对周围的建筑结构及居民产生严重的影响。

目前大多数矿山为避免爆破震动带来的影响 , 采取的主要措施就是控制爆破药量 , 但过度降低爆破炸药量 , 虽然有效控制了爆破震动 , 但爆破效果不佳。

因此 , 研究和分析矿山爆破震动的原因及降震措施十分必要。

1 爆破地震波产生的原因及传播2 图 1 爆破地震波波形图21 2 爆破地震波的特征及传播规律———特征 : 1) 近距离的震动波形比较简单 , 基本上是一个脉冲 , 其时间长短随药量的增加而增加 ; 2) 随着距离的增加 , 振动波形趋于复杂化 , 出现在震动初期的最大振幅逐渐往后推移 ; 3) 爆破震动作用的持续时间一般 01 4～ 21 0 秒 , 随介质和距爆源距离的不同而各有差异。

爆破地震波传播特性研究

文章编号:　1001-487X(2000)增刊-0006-06爆破地震波传播特性研究张永哲(中国水利水电科学研究院　北京市　100044)摘要:本文根据李家峡工程爆破震动实测数据,研究了在该条件下爆破地震波地表峰值强度的衰减规律,得出质点和速度及其频率与药量和距离间的关系式;分析了断层对爆破地震波幅值和频率等的影响;还研究了爆破地震波在岩体内部传播的规律与特征,并与地表波进行比较。

关键词:爆破地震波;传播规律;加速度;频率;幅值中图分类号:TD 23511+4 文献标识码:AStudy on Pr opa g a tion Character ist ics of Explosive Seixm ic WaveZHAN G Y ong 2zhe(China Conservancy and Hydropower Academy ,Beijing 100044)Abstract :　On t he basis of t he measured dat a of explosive vibration in t he Lijiaxia engi 2neering blasting ,the attenuation law of surfacial peak values of the explosive sei smic wave is invest igated ,t he relat ionship bet ween part icle accelerat ion or it s frequence and dose or it s di st ance is obtained ,t he infuence of fanlt on amplit ude and frequency of explo 2sive seismic wave is analyzed.Moreover ,t he propagation law and characteristics of explo 2sive sei smic wave in rocks are studied and c ompared wit h t hose on surface.K ey w or ds :　explosive seismic wave ;　propagation law ;　acceleration ;　frequency ;　at tenuation为了研究爆破对层状岩质高边坡稳定的动力影响并进行动力稳定分析,在李家峡工地结合爆破施工进行了爆破振动传递函数、地震波传播规律与岩体中动荷载分布特性研究。

浅埋隧道掘进爆破振动信号分析

38 6 2020 年 12 月38 6Dec. 2020Coal Mine Blasting浅埋隧道掘进爆破振动信号分析李沛释，汪海波，宗琦,王梦想(安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)摘要：为分析浅埋隧道爆破振动对既有结构造成的影响，对浅埋隧道爆破参数优化前后的爆破振动信号进行了分析。

研究结果表明：拟合得到的浅埋隧道掘进爆破振动频率和振速的经验公式能够较好地体现出工程实际中振动速度和频率的变化规律，并可进行有效地预测；优化后的爆破振速有明显下降，从能量角度验证了优化后的方案可以有效降低爆破振动；浅埋隧道掘进爆破振速特征和巷道掘进爆破中振速特征明显不同，建议以垂向振速峰值为基准进行浅埋隧道掘进爆破参数设计。

关键词：浅埋隧道；回归分析;掘进爆破;振动信号；萨道夫斯基公式；能量中图分类号:TD235.1文献标志码:A文章编号：1674-3970 (2020) 06 -0004 -05Analysis of vibration signal in shallow tunnel development blastingLI Peishi , WANG Haibo , ZONG Qi , WANG Mengxiang(School of civil engineering and architecture , Anhui University of Science and Technology , Huainan 232001, China )Abstract : In order to analyze the influence of shallow tunnel development blasting vibration on the existing structureof tunnel , the blasting vibration signals before and after the optimization are analyzed. The results show that the fittedformula of blasting vibration frequency and velocity of shallow tunnel excavation can better reflect the variation law of vibration velocity and frequency in engineering practice and can be effectively predicted. The optimized blasting vibration velocity decreases significantly which is verified in terms of energy. The characteristics of the vibration velocity in shallow tunnel development blasting are obviously different from those in roadway excavation blasting. It is suggested to design the blasting parameters of shallow tunnel excavation based on the peak value of vertical vibration velocity.Key words : shallow tunnel ； regression analysis ； development blasting ； vibration signal ； Sadov "s formula ； energy0引言随着我国城市基础建设的快速发展,地铁项目变得越来越多。

露天边坡爆破地震波在不同倾角结构面处的传播规律

露天边坡爆破地震波在不同倾角结构面处的传播规律本文以爆破地震波在结构面处传播为研究对象,依托江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ160643)及江西理工大学重点学科资助项目(3304000004),通过露天边坡爆破振动现场监测及物理模型模拟爆破测试试验,探讨了露天边坡爆破地震波在不同倾角结构面处的传播规律及衰减特性,同时基于反应谱分析方法,研究了边坡结构体的爆破振动响应特征。

主要研究内容及结论如下:(1)露天边坡爆破振动信号的能量主要分布在0~64Hz,随着高程的增加,爆破振动信号能量主要分布频带逐渐变窄,主振频带趋向于低频带;岩体节理裂隙愈发育,其相对能量主要分布频带逐渐变宽,主振频带有往高频带发展的趋势,是由于实际地层裂隙发育岩体结构的多振型对爆破地震波作用的响应结果。

在既定坡形中,边坡爆破地震波的爆破振动速度与能量有一定的高程放大效应,频带间的振动放大系数存在差异。

(2)在裂缝不充填或裂缝充沙条件下,爆破地震波经结构面后,在相同距离条件下的测点振动峰值速度相较于均质区域都有较大程度的衰减,且经裂缝不充填介质要比裂缝充沙介质的衰减更大,隔振效果也更显著。

随着结构面倾角的增加,爆破地震波经结构面后的第一个测点在垂向、径向的衰减或减振百分比分别减小、增大,且其垂向、径向衰减或减振百分比分别表现出一定的负、正相关性;爆破地震波经结构面后的第一个测点在垂向、径向的衰减或减振百分比可能随其质点垂向、径向的振动方向与结构面形成的夹角的增加而增大。

(3)模拟爆破地震波经结构面后的第一个测点信号的能量主要集中在500Hz以下,各区域不同条件下的主振频带在50~250Hz之间,相对于均质条件,模拟爆破地震波经过结构面时,主振频带有往低频带发展的趋势,且其趋势经裂缝不充填比经裂缝充沙更为明显。

模拟爆破地震波在裂缝不充填处产生绕射较多,经此结构面后的第一个测点P、SV波峰值比在1.029~1.335之间且变化较小;模拟爆破地震波在裂缝充沙结构面处会产生波形转换,经此结构面后的第一个测点的P、SV波峰值比在0.715~1.301之间。

溶洞的浅层地震反射特征及工程应用(吴、雷)★

参考文献：
[1] 杜世通，地震波动力学[M]，山东：石油大学出版社，1996 年 7 月 [2] 孙鹏远/孙建国等，P_P 波 AVO 近似对比研究：定量分析[J]，石油物理勘探，2002， 37（增刊）： 172～179 [3] 徐仲达，地震波理论[M]，同济大学出版社，1997 年 7 月第 1 版 [4] 邓一谦/雷宛，工程与环境物探[M]，成都：成都理工大学，2003 年 8 月 [5] 陆基孟，地震勘探原理[M]，山东：石油大学出版社，1993 年 8 月第一版 [6] 赵明，高分辨率地震反射波法探测岩溶的应用[J]，广东地质，1997 年 3 月：71-76 [7] 李录明/李正文，地震勘探原理、方法及解释[M]，成都：成都理工大学，2001 年 5 月 [8] 周绪文，反射波地震勘探方法[M]，北京：石油工业出版社，1989 年 10 月第 1 版 [9] 屠世杰，地震不连续点成像[J],石油地球物理勘探，1996，31（4）， 556~562
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因为是工程浅层勘探，勘探深度不超过 80m，采用锤击激发作为震源能够达到勘探深度。工作方法是地震映像法，其工作、仪器参数为：震 -检距 3m，记录长度 200ms ，采样间隔 0.1ms ， 100Hz 检波器接收。图（5）为工区某一条测线的部分地震时间剖面图 1，在测线 81m、时间为 51ms 处（圆圈标记），顶部相位与两边相反，有几道能量明显强过两边；两边的波形与绕射波特征吻合; 中间部分几乎没有反射波;底部同相轴凹陷,且振幅比两边小,符合溶洞特征，推断为溶洞。在该处打钻孔验证，在埋深 68.2 米处见空洞，与推测完全一致。图（6）为另外一测线部分地震时间剖面图 2，由图上可以清晰地看到圆圈圈定处的波形特征：顶部反射波相位与两边有错动，同相轴凸起，在两个端点处有半幅特征，存在绕射迹象；中间有弱势反射波存在；底部同相轴凹陷，振幅较两边小，但相对于中间的振幅来说，有相对强势反射，因此推测为被松软填充物填充的溶洞。在该处打钻孔验证，在埋深 50.3m 处见到推测的溶洞。

地下矿深孔爆破振动传播规律分析

地下矿深孔爆破振动传播规律分析摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，地下矿深孔爆破技术有了很大进展。

为研究地下矿开采的深孔爆破过程中的振动效应对空区稳定和传播规律的影响，以某矿山地下采场深孔爆破为背景，根据现场爆破地震监测数据分析地震波的振速衰减和频域能量变化规律，并拟合得到质点振速的经验公式，依此对地下采场爆破地震波传播规律进行论述。

关键词：深孔爆破；爆破地震波；规律分析引言随着我国社会体系的不断发展，十分重视金属矿产开采的安全性。

矿企生产需要进行爆破作业，地下采场中频繁的深孔爆破产生的强振动不仅直接威胁着地下作业人员的生命安全，还影响着空区及充填体稳定性。

以某矿山地下采场深孔爆破为研究背景进行振动监测，拟合得到爆破振动速度预测经验公式，对深孔爆破在地下空间传播规律进行描述，以指导深孔爆破参数的设计和后续施工，确保空区和充填体的稳定。

金属矿山1深孔爆破技术优势分析深孔爆破技术，是指通过爆破地点的针对性计算，实行地表坚固性岩层的爆炸性活动，以达到缩减地质挖掘过程的做功复杂性，也避免大规模演示处理造成的施工事故，是一种较为安全的资源开采施工技术。

当前我们应用深孔爆破技术，在传统爆破处理基础上，实行集中性定点爆破处理，保障岩石爆破后，岩层结构能够在最小抵抗线区域内碎裂，避免了炸药爆破过程中存在的各种不利因素。

2深孔爆破振动传播规律分析在调查现场的岩石爆破工程地质条件的基础上，制定爆破地震波数据采集方案。

根据某矿山铁矿地质资料确定对该矿Ⅰ#矿体的-156m水平深孔爆破作业产生的爆破地震进行研究，地下矿采用无底柱分段崩落法进行开采，阶段高度为60m，分段高度12m，分别在3个开采水平（-132m、-144m、-156m）进行振动数据采集，测点分水平和铅垂方向布置，并使测点安装于同一铅垂方向。

根据矿山爆破施工技术资料，一次总装药量控制在400±20kg，对现场不同工况监测数据采集结果进行整理，并对现场实测振动数据汇总。

浅埋隧道爆破振动空洞效应

ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０ — ５５２１．１０３ｏ：０３６／．ｓ．０１隧道爆破振动空洞效应
喻军刘松玉童立元
（东南大学交通学院，南京２０９）１０６
摘要：为了防止浅埋隧道爆破振动对其上方建筑物的损坏，对爆破引起地表振动机理进行了研究．隧道进口浅埋段沿隧道纵向用爆破振动仪器对振动速度进行了跟踪监测，某发现存在空洞效应，即无论在掌子面前方还是后方，离掌子面１处，０ｍ地表振动速度最大，向两侧衰减，并且成洞
区地表振动速度是对称于掌子面的非成洞区振动速度的１３倍，．随着距离增加振动速度减小；采用数值模拟方法进行研究，发现类似结论．浅埋隧道爆破施工中，洞区地表的振动速度具有在成放大作用，非成洞区的１２—１５倍．是．．如果在浅埋隧道实施爆破防振措施时没有考虑到空洞效
Ｈｏｌｗｆｅｔｉｕｃｄｂｌｓｉｇｖｂｒｔｏｎｓａｌｗｕｎｌｌｏｅｃｎｄｅｙｂａｔｎｉａｉｎｉｈｌｏｔｎｅｓ
ＹｕＪｎｕＬｉｎｙＴｏｇＬｉｕｎｕＳｏｇｕｎｙａ
应，导致振动效应判据和安全距离失误，会引起工程事故．关键词：埋隧道；浅空洞效应；爆破；动速度；动效应判据；振振衰减规律

山岭浅埋隧道爆破地震波传播规律现场试验研究

山岭浅埋隧道爆破地震波传播规律现场试验研究我国75%左右的国土是山地或者重丘。

随着高等级公路的发展,山岭公路隧道的规模日益扩大。

从根除道路病害和保护自然环境的角度看,建设高等级公路隧道是未来发展趋势。

本文通过提取国内外相关文献的信息,阐述工程爆破震动效应的研究现状和存在问题,阐述钻爆基本理论与技术,通过麒麟山大跨度小净距超浅埋且上覆110KV高压转角电塔的隧道工程爆破震动现场试验及利用Matlb7.1自行编程对试验数据分析,着力研究爆破震动波的传播规律。

利用麒麟山隧道工程爆破开挖不仅形成空洞而且形成空洞的先后次序不同,选择左线左侧导洞已开挖,左线右侧导洞正在开挖,其余部分没有开挖的特殊工况下,在横断面地表布置测点进行爆破震动现场试验。

主要得到以下研究成果：(1)满足隧洞爆破效果的前提下,通过掏槽区分段爆破减少最大段装药量,可大幅减弱震动强度,减震前后最大振动速度比为2/3；通过讨论得出,掏槽区、崩落取、周边区爆破时均可能引发最大爆破振动速度,掏槽区爆破并不一定引发最大震动强度,震动强度除了与自由面情况有关外,还与装药量等因素有关。

(2)爆破时空洞正上方具有震动放大效应而离爆源较远处空洞一侧具有震动缩小效应。

离爆源水平距离12m处空洞正上方地表测点最大振动速度是对称个存在空洞地表测点的1.50-1.60倍,离爆源水平距离24m处存在空洞一侧地表测点最大振动速度是对称不存在空洞地表测点0.54-0.71倍。

存在空洞的地段不符合萨道夫斯公式给出的衰减规律,而不存在空洞地段可以利用萨道夫斯公式进行强度预测,且存在空洞的地表测点振动速度比不存在空洞对称测点大,说明空洞上部地表震动有放大作用,而离爆源较远的空洞一侧测点振动速度比不存在空洞对称测点小,说明空洞具有截波减震的作用。

(3)分别选择萨道夫斯基经验公式、修正后日本常用公式、美国矿业局经验公式对爆破衰减规律描述,并进行比较分析,发现萨道夫斯基经验公式和修正后日本常用公式可很好的描述不存在空洞地段地表震动波的传播规律,线性相关系数均达0.98,而美国矿业局经验公式描述时线性相关系数仅为0.83。

爆破地震波作用下圆形洞室围岩振动速度分布规律

爆破地震波作用下圆形洞室围岩振动速度分布规律水
缪￣－ａ红，ｂ，王
ａ，ｂ路世伟，吴红博ａ，ｂ，张震
（中国地质大学ａ．岩土钻掘与防护教育部工程研究中心；ｂ．工程学院，武汉４３００７４）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｄｊａｃｅｎｔｃｉｒｃｕｌａｒｔｕｎｎｅｌｓｂｙｂｌａｓｔ — ｉｎｄｕｃｅｄｓｅｉｓｍｉｃｗａｖｅｓ，ｔｈｅｎｕｍｅｉｒｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅＦＬＡＣ３Ｄｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｌａｗｓｏｆｔｈｅｐｅａｋｐａｒｔｉｃｌｅｖｅｌｏｃｉｔｙ（ＰＰＶ）
ＰｗａｖｅｓｗｉｔｈｖａｘｉｏｕｓｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｒｅａａｌＳＯｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｖｌｉａｄａｔｅｄｂｙｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅｓａｍｅ
爆侧偏移；迎爆侧洞壁振动速度随入射波频率增加呈增大趋势；地表振动速度放大系数峰值随入射波频率增

爆破地震波作用下浅埋隧道地表振动的空洞效应研究

爆破地震波衰减规律不满足萨道夫斯基公式。运用ＡＮＳＹＳ／ＬＳ—ＤＹＮＡ有限元软件进行数值模拟计算，得到在隧道中心线方向，随距掌子面距离的增大，空洞效应的影响有一个先增大后减小的过
程，并且当距掌子面为１．５～２．０倍的隧道洞径时，空洞效应的影响不再明显。
广镇，隧道按行车速度２５０ｋｍ／ｈ客运专线双线隧道
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收稿日期：２０１６—１０—１３
图１监测点布置（单位：ｎ１）
作者简介：郭辉（１９９０一），男，湖北宜昌人。硕士研究生，主要从事岩石动力学与隧道工程爆破开挖方面的研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌ１９８３５３２６６＠ｑｑ．ｃｏｎ。ｒ
近年来，随着高速铁路建设和城市轨道交通建
设的大规模发展，隧道爆破施工引起的振动对地表
桥桥湾水库段９０．０ｍ，抽完库水后，该段的埋深约１０．０ｍ，属于 Ⅳ级围岩超浅埋段，设计施工采用光
环进尺２．０ｍ。
临近既有隧道的动力作用分析 ¨ 。由于浅埋隧道
的爆源一般距离地表较近，地表的振动效应明显，特别是在已经开挖形成的隧道区域的上方地表，出现隧道开挖成洞区的地表振动速度大于掌子面前方未开挖成洞区的现象，即空洞效应。如果不考虑

浅孔爆破振动谱分析

浅孔爆破振动谱分析摘要：本文结合城市基坑控制爆破振动监测数据进行分析，对露天浅孔爆破地震反应谱特征进行了分析研究。

所得结果不仅对建筑物抗震设汁提供依据，还将对爆破震动的研究有推动作用。

关键词：爆破振动反应谱1.引言长期以来，国内外对爆破振动对建筑物的影响问题进行了大量的研究工作，普遍以爆破振动产生的地面介质质点速度作为建筑物破坏的判据，并以此建立安全振动标准。

很显然，有了这些标准，虽然能判断建筑物在一定的情况下是否安全，但对于结构抗震还不是够的，因为它只能提供一个很有限的地面运动的描绘，不能确定爆破振动对建筑物产生的地震荷载，更不能充分的定量给出它所产生的破坏的能力。

现代爆破的大量工程实践和研究都表明，爆破振动对建构筑物的破坏作用不仅仅取决于质点振动速度的大小，而是多个物理量的综合体现，包括振动速度、振动持续时间、振动频率以及建构筑物自身的结构特征。

建筑物的结构千差万别，导致它们对于爆破地震的响应也各不相同。

对于结构、材料各不相同的建筑物，如仅采用目前的地面振速标准来进行安全控制，就显得比较笼统，亦不尽合理。

爆破震动反应谱表示单自由度体系在地震波作用下的最大反应，它反映了在爆破震动作用下结构的特性，将其用于研究爆破震动对建筑物的作用时综合考虑了结构自振特性和爆破地震波特性的影响，比仅用地面质点振速作为判断建筑物安全振动、标准合理显然更合理一些。

七十年代末期，武汉水利电力学院曾在爆炸实验室中利用自制的反应谱测试仪进行了碉室爆炸振动反应谱的测试工作，试图通过实际测量来确定爆炸振动对建筑物的影响问题，并得出了一些初步结论。

江苏地震局于八十年代初对江山水泥厂和海南石碌铁矿中所测地震波应用中点加速度法进行过反应谱方面的研究，并将其与天然地震反应谱进行了比较，美国和意大利也在做这方面的工作[1]。

但目前在爆破工程中关于这方面的研究还很不够，世界各国应用反应谱理论研究爆破地震动对建筑物的影响问题仍处于不断发展之中。

物探精品课程第二章第一节地震波传播的一般规律

第一节地震波传播的一般规律
图2.1.7 均匀介质中的等时面
图2.1.8 等时面族同射线族的正交关系图
第一节地震波传播的一般规律
3、视速度定理图2.1.9的A、B为两个检波器，间距为Δx，地震波沿射线1到达A点的时间为t
，沿射线2到达B点的时间为t+Δt，Δx／Δt定义为视速度V*。由图可见，地震波沿射线传播的真速度V=Δs/Δt，因为
第一节地震波传播的一般规律
（一）质点振动图在离震源某一确定距离观察该处某质点，位移变化的情况
所得的就是质点振动图。如图（2-1b）所示，横坐标为时间t，纵坐标为质点的位移，即P点处质点离开平衡位置的位移量，曲线表示岩石中的某一质点P在爆炸（或锤击）以后，从t0时刻开始离开平衡位置，上下振动，经过Δt称为振动延续时间；t0为波的初至时间；T*为视周期是相邻波峰或波谷的时间间隔；视周期的例数为视频率f*，以赫兹为单位；离开平衡位置的极值，称为振幅，用A表示（mm）A越大，能量越大。
-x2 -x1
x 0
1
x2
x
波尾
0.05 波前
(a)
u( )
λ x2
λ
-x1 x1
(b)
x2 x
图2-2 0.05秒时刻的波剖面图
第一节地震波传播的一般规律
图2-2（b）表示在上述时刻沿地震测线OX的质点，位移μ（t ）与质点空间坐标的关系曲线。曲线相邻波峰或相邻波谷之间的空间距离，称为视波长λ*，其单位是米或千卡米；其倒数称为视波数K*，单位为1/米或1千米。根据波动理论，波长应是周期与波带的乘积，它表示一个周期内波所传波的距离。波速则表示一个单位长度（例如一千米）中的波长数目。
第一节地震波传播的一般规律

城市浅埋隧道爆破地震波的降振技术

城市浅埋隧道爆破地震波的降振技术
杨朝阳
【期刊名称】《福建建设科技》
【年(卷),期】2009(000)005
【摘要】结合工程实践,本文介绍了厦门机场路一期工程(仙岳路～演武大桥段)JC3合同段隧道爆破降震试验与爆破振动监测.根据监测数据分析发现,爆破振动的最大值不是出现在最大段药量爆破的时刻而是出现在掏槽孔,并根据监测结果修改爆破设计,最终使地表爆破震动振速控制在0.5cm/s以内,确保了地表建筑群的安全与隧道施工的正常进行,其成功经验可为今后同类工程提供借鉴.
【总页数】3页(P70-72)
【作者】杨朝阳
【作者单位】厦门爆破工程公司,福建厦门,361000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于小波分析的浅埋隧道爆破地震波时频特征研究 [J], 王恒富;陈寿如
2.城市复杂环境下隧道爆破降振技术研究 [J], 赵江倩;刘优平;黎剑华
3.浅埋隧道爆破施工电子雷管降振延时时间的分析 [J], 康永全;孟海利;薛里;孙崔源;管仁生
4.浅埋隧道爆破周边预裂缝减振法减振效果探究 [J], 杨忠武
5.城市浅埋隧道正三角形掏槽爆破错峰降振研究 [J], 杨家松
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文章编号:1006-7051(2002)04-0056-06浅眼爆破地震波传播规律魏晓林,陈颖尧,郑炳旭(广东省宏大爆破工程公司,广州510400)摘要:结合广州公安110综合楼深基坑浅孔爆破地震波观测,应用黏弹性岩层地震波传播的波谱分析和土层地震响应的正反问题理论,解决了近距离浅眼控爆地震波在岩土内及地表的振幅、频率和波形综合计算问题。

计算表明,利用土层响应结合传递函数的波谱分析方法,可以根据实测的地表波形推算土层直至基岩面的地震动,给点爆源地震引发边坡惯性力分析提供了条件。

关键词:浅眼爆破;地震波;黏弹性岩层;土层的地震响应;波谱分析中图分类号:TD23511+4 文献标识码:AON TH E PRIN CIPLE OF PROPA GAT ION OF SEISM ICWAVE FROM SHORT -HOLE BLAST INGWEI Xiao -lin ,CHEN Ying -y ao,Z H EN G Bing -x u(H ongda Blasting Engineer ing Co 1of Guangdong Province,Guangz hou 510400,China)ABSTRAC T:Combined w ith the monitoring of seism ic wave from short -hole blasting in foundation pit of Police 110Building in Guangzhou,the w ave spectrum analysis for propag ation of seismic wave in viscoelastic rock and the theory about positive and negative problems of seismic response are used for comprehensively computing am -plitude,frequency and shape of blasting seism ic wave in rock or soil and on ground surface 1Computing results have show n that based on measured blasting seismic wave on ground surface,the wave spectrum analysis com -bined seism ic response of soil with transmission function is applicable for calculation of seismic w ave from soil layer to the surface of base rock,providing the condition for analysis of a slope inertial force caused by a seismicfocus 1KEY WORDS:Short -hole blasting ;Seismic w ave;Viscoelastic rock;Seismic response of soil layer;Wave spec -trum analysis收稿日期:2002-04-25作者简介:魏晓林,高级工程师。

1 概述城市浅眼爆破环境复杂。

在广州,浅眼控爆大多是高层建筑的孔桩和基坑开挖爆破,爆破地震波频率高、衰减快、作用时间短,并且爆点距环境保护物极近,土层厚度又多数大于水平传距。

曾用萨氏公式计算爆破引起的坑边的地面质点振速,但大多与实测值不符,不能反映以上各因素的影响。

因此,迫切需要加深认识浅眼爆破地震波的传播过程和规律。

宏大爆破工程公司在广州市公安110综合楼孔桩开挖爆破中进行了基坑边坡测震,以寻求规律,加深对地震波在岩、土内传播的认识,为今后基坑边坡和建筑物对地震反应的研究奠定基础。

过去一直沿用经验公式,分别孤立地在时域上计算爆破地震动的振速和频率,割断了振速变化和频率的关系,舍去了波形和作用时间,忽略了低阻抗土层介质的反射和折射。

当城市浅眼控爆兴起时,过去适合硐室爆破、深孔爆破的萨氏公式,对于与爆源极近的表土面,仍以振速与土层性质无关和忽视第8卷第4期2002年12月工程爆破ENGINEERING BLASTINGVol 18,No 14December 2002高频地震波的特点来处理地震动,就显得不符实际。

20世纪60年代,美国学者发明了快速富氏变换,使得从振幅、频率和波形上综合地研究地震波更易成为现实。

随着电子计算机的发展,地震勘探行业在20世纪90年代已经成功地根据地震波频域的衰减来勘探矿床;近40年兴起的地震工程学又成功地研究了土石坝的地震反应。

以上这些都为我们研究浅眼爆破基坑边坡地面震动提供了借鉴。

本文将岩、土作为黏弹性介质,从频域上来研究地震波,统一计算振幅、频率和波形;基岩面上的土层产生阻尼地震反应,可根据实测地表震波反演基岩震波,从而统计、整理了70余个测震记录,初步获得了浅眼爆破地震波的传播规律。

2 爆破地震波在岩土中的传播211 传播路径当基岩面与浅眼爆源距离近时,表面积累而次生的面波弱,而边坡位移在坡顶生成的走向张性裂隙又减弱了面波的传播,因而这几年近90个边坡地震测震,均只见体波而未见面波。

因此,对于近距离岩石浅眼爆破地震波,可以主要研究体波的传播,而相对忽略面波。

体波无论纵波和横波在土层内的传播速度,均比基岩内慢得多,根据折射定理,透射波应比入射波以更接近竖直的方向传播,因此工程中可以近似认为,体波在土层中是竖直折射的112。

到达地表的体波是从地表对应的岩土介面处入射的,因此基岩内体波可近似认为是从爆源沿直线入射到岩土介面,地震波传播路径见图1,图中v p i 为i 岩、土层的纵波波速,v p1<v p2<v p3<v p4<v p5。

图1 体波的传播路径F ig 11 Refract ing route of voluminal wave212 地震波在岩土内传播的衰减岩土介质可认为是黏弹性体,地震波能量在岩土内传播是岩土介质动能与形变势能相互转化的过程。

在这一过程中,内摩擦等蠕变性质及散射等作用使得原传播方向上的能量逐渐减少。

岩体内的微观缺陷也以内摩擦形式消耗机械能,特别是高频情况下更显著,大量的岩体波速和衰减测试结果证实了这一事实。

根据参考文献122,介质的这种蠕变性质可用黏滞性来表示,地震波在线性黏弹性介质中传播的运动方程可表示为Q 92H /9t 2=[(K +2L )+(4/3)G 9/9t ]¨2H(纵波) (1)Q 92/9t 2(¨@s)=[L +G9/9t]¨2(¨@s )(横波) (2)其中:K 和L 为Lam 常数和剪切模量;G 为黏滞系数;H =2e ii 为体应变,s 和Q 分别为位移矢量和密度;t 为时间。

对膨胀点源简谐纵波离源方向的解为: u r (X ,r )=S (X )e -r B#e i (X t-k r)/r(3)其中S (X )为爆源的震谱,r 为爆源到测震点的距离,B 和k 分别为衰减系数和波数。

通常岩石为低黏滞性介质,在工程应用的频率范围内,纵横波的衰减系数分别有如下近似式:B =[2G /(3Q v 3p )]X 2=a X 2,K =X /v p ,a =2G /(3Q v 3p ),v p =(K +2L )/Q (纵波)(4)B =[G /(2Q v 3s )]X 2=b X 2,k =X /v s ,b =G /(2Q v 3s ),v s =L /Q (横波)(5)其中a 和b 为纵、横波的吸收系数。

由上述诸式可以看出,在低黏滞性和工程应用频率范围之内,地震波的衰减系数与岩石介质的黏滞系数成正比,与频率的平方成正比,与波速的三次方成反比,此时波速与频率无关,不发生频散。

到达岩面的地震波f (r ,t )是到达该点各频率的震动波的总和:f (r ,t )=(1/P )Q]1S (X )#e-B r#ei (X t -kr )/r 2d X(6)岩面地震频谱F (X ,r )为F (X ,r )=Q+]-]f (r ,t)e-i X td t =S (X )e-a X 2r/r (7)其中爆源震谱S (X )由爆源性质和炸药与岩石匹配性质的综合影响决定,吸收系数a 、b 因射线路径上岩石对不同频率地震波能量的吸收不同而异。

213 土层的地震响应由于地表低速传播震动土层具有较复杂的层状结构和较强的吸收性质,可使达到地面的基岩波形#57#魏晓林等:浅眼爆破地震波传播规律发生畸变,频率和振幅发生较大变化。

邻近建筑的孔桩和基坑浅眼爆破,其地震波在岩内传播的距离往往小于土层厚度,因此土层对基岩入射地震波的畸变作用就相当明显。

一个场地对竖直地震的反应可以简化为水平土层在水平基岩面上所做的竖直拉伸压缩惯性运动,如图2。

图中R x 、y 为X 、Y 方向的应力;R z 为z方向图2 水平土层垂直地震反应的简化Fig 12 Simplificat ion of vertical seismic responsein hor izotal so il seam的应力;C 为土体重率;g 为重力加速度。

设土的容重为Q 、弹性模量E 、黏滞系数C 、阻尼比F 、泊松比M ,根据微元土柱的动力平衡方程可得92u t 9t2+C Q #9u t 9t -E (1-M )Q (1+M )(1-2M )92u t 9z 2=-d 2u g d t 2(8)其中:u t 为土单元相对基岩面的竖直位移;u g 为基岩面的竖直位移。

解(8)式得土柱的自由振圆频率:X i =i P v p /(2h)(9)阻尼比: F i =C /2QX i (10)v p 为纵波波速;根据文献132,土体的绝对位移 u =-u g (t )+E5i (z )v i (t)(11)5i (z )=4sin (i P z /2h)/(i P )(12) v i (t)=-(1/X i )Q t 0(d 2u g/d t 2)e-F i X i(t-S )#sin X i (t -S )d S (13)式中:h 为土层厚度;S 为时间;i 为自然数1,2,]。

v i (t)本文用线性加速度法解(14)式求得的u 。

u ##+2F i X i u #+X 2i u =-u ##g(14)同理,土体的水平震动响应可参考文献132计算。