爆破损害及测试技术

爆破地震效应问题的研究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。
解决办法：
(1) 宏观调查：地震波特征分析； 建筑物危害现象与破坏特征 (2) 振动测试：地震波；结构动力响应； 结构动力特性参数 爆破振动测试是研究爆破地震效应的基本手段和方法
1.常见的爆破危害类型
1.常见的爆破危害类型
常用频程：倍频程，1/3倍频程
1.常见的爆破危害类型
2) 频谱 以频率为横轴，以声压为纵轴，绘出的图为声音的 频谱图 声音的三种频谱(声音强弱分布) 离散谱/线状谱：部分乐器 连续谱：大部分噪声 复合谱：离散谱＋连续谱
1.常见的爆破危害类型
以频率划分噪音： 低频噪声：350Hz以下 中频噪声：350Hz～1000Hz 高频噪声：1000Hz以上
（2）.噪声的允许标准
1.常见的爆破危害类型
1.常见的爆破危害类型
1.4爆破飞石
1.4.1爆破飞石的基本概念 （1）.定义
爆破飞石是指在爆破作业过程中从爆破点抛掷到空 中或沿地面抛掷的杂物、泥土、砂石等物质。
（2）.爆破飞石类型 通过文献资料中应用高速摄影方法分析统计,拆除爆 破中产生的飞石主要有以下4种类型:
1.常见的爆破危害类型
原子弹爆炸后的日本广岛
1.常见的爆破危害类型
1.2.3 爆破空气冲击波的破坏判据
《爆破安全规程》(GB6722-2003)规定
空气冲击波对人员的安全允许标准：0.02×105Pa
另外，该规程还对爆破冲击波对建筑物的破坏 划定了依据，如下图所示：
1.常见的爆破危害类型
1.常见的爆破危害类型
的平均声压级
LP 4 97dB
解：
1 10 9.8 9.5 9.7 LP 10 lg 10 10 10 10 90 7.9 97.9dB 4
1.常见的爆破危害类型
（3）频程和频谱
1) 频程
频程又称频带。两个声或其他信号的频率间的距 离，是频率的相对尺度，以高频与低频的率比的对数 来表示，此对数通常以2为底。倍频程数n与频率的 关系式为：
1.1.1.爆破地震波
（1）爆破地震波的形成与特征 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，冲击波会逐渐衰减为应力波 和地震波。
1.常见的爆破危害类型
冲击波：在爆炸近区传播， 范围为药包半径的10~15倍 应力波：在爆炸中区传播， 范围为药包半径的15~400倍 地震波：应力波到达界面产生反射和折射叠加形 成，是一种弹性波
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十一章：爆破危害及测试技术
主讲人：XXX
西南科技大学
目录
3 1
常见的爆破危害类型
2
相应爆破测试仪器
1.常见的爆破危害类型
1.常见的爆破危害类型
1.常见的爆破危害类型
随着爆破技术的发展和完善，以及城镇建设改革的 需要，工程爆破的应用范围已由最初的采矿，隧道 建设发展到现在的城镇大型建（构）筑物的拆除， 基坑的开挖，以及城区道路和机场的平整等；爆破 环境相应的也由人烟稀少的野外转到人口密集的城 镇。但是随着爆破技术的广泛应用，爆破对周围环 境以及建筑物所造成的危害也越来越受到人们的关 注。
量
1.常见的爆破危害类型
（2）衡量爆破震动破坏判据的确定
《爆破安全规程》(GB6722一2003) 规定： 1）地面建构筑物： 爆破震动判据：保护对象所在地质点峰值震 动速度和主震频率 2）水工/交通隧道、矿山巷道、电厂 中心控制室、新浇筑大型砼： 爆破震动判据：质点峰值震动速度
1.常见的爆破危害类型
1.1.3 衡量爆破震动强度的物理量及破坏判据的确定 (1) 衡量爆破震动强度的物理量 衡量爆破震动强度的物理量主要有三种，震动位移， 振动速度和震动加速度，其中振动位移具体地反映了 震动幅度的大小，振动速度反映了能量的大小，振动 加速度反映了冲击力的大小。但是，具体以哪种物理 量作为衡量标准最合适，目前在国内外有不同观点。 目前，多采用振动速度作为衡量安全的主要物理
完整的地震波形图
1.常见的爆破危害类型
完整的爆破地震波形图：
在短距离内：三种波(P波、S波、R波)几乎一起 到达，地震波辩认复杂而困难。 在远距离处：传播速度较慢的S波、R波开始与 P波分离，地震波辩认容易。
一幅完整的爆破地震波形图中： 开始：一系列振幅较小、频率较高波形主要是 P波和S波； 紧接：振幅较大、频率较低的R波，持续一段 时间后，波形逐渐衰减。
1.常见的爆破危害类型
1.2.2 爆破冲击波的危害
由于空气受到压缩而向外流动 ,这种向外流动 的空气所产生的冲击波压力称为动压。由于冲击 波具有较高的压力和流速 ,所以不但可以引起爆破 点附近一定范围内建筑物的破坏 ,而且还会造成人 畜的伤亡。如 1 94 5年 8月 ,美国在日本长崎和广 岛所投的原子弹爆炸后 ,其中死伤者 70 %是由冲 击波造成的。由此可见 ,冲击波的破坏作用是十分 严重的。
声强：垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面 积的声能(W/m2) 基准声强：人耳对纯音可听声强，10-12 W/m2
在自由声场中，声压和声强关系：
I
P
2
0 c0
1.常见的爆破危害类型
声功率：声源在单位时间内辐射出的总的声能量(W)
基准声功率：一般取10-12 W 大声说话的声功率只有50W 在自由场中，声源的声功率与声强有如下关系：
W I 4r
2
1.常见的爆破危害类型
（2）声压级 声强级 声功率级 1）“级” 的导入 用声压、声强和声功率表示比较的不方便 例如： 听阈到痛阈 ，声压绝对值之比为106：1 声强绝对值之比为1012：1 所以引入“声压级，声强级，声功率级”等的概念： 声压级：
P P LP 10 lg 2 20 lg P0 P0
1.常见的爆破危害类型
1.2 爆破冲击波
1.2.1 爆破冲击波的形成与特征 （1）冲击波的形成 炸药爆炸时 ,无论介质是空气还是岩石 ,都将有 空气冲击波从爆炸中心传播开来。炸药若是在空气 中发生爆炸 ,其高温高压的爆炸产物就会直接作用 在气体介质上 ;炸药若是在岩石中爆炸 ,这种高温高 压的爆炸产物就在岩石破裂的瞬间冲入周围空气中 , 强烈地压缩邻近的空气 ,使其压力、密度、温度突 然升高 ,形成空气冲击波。
1.常见的爆破危害类型
高温高压高速爆炸气体产物→极高速度扩散 →压力密度温度状态参数突跃升高 →形成初始空
气冲击波
1.常见的爆破危害类型
（2）冲击波的特征 冲击波在空气中传播时 ,将会形成压缩区和稀疏 区。压缩区内因空气受到压缩 ,其压力大大超过当地 大气压 ,称之为冲击波超压 ;稀疏区随着爆炸气体生成 物的继续膨胀，波阵面后面的压力急剧下降，由于气 体膨胀的惯性效应所引起的过度膨胀，会产生压力低 于大气压的负压。在波中由于压缩的不可逆性，会发 生能量的弥散，机械能转变为热能，导致波强下降。 同时，在波的传播过程中，被波卷入的空气质量的增 加的结果，也加速了空气冲击波的衰减，最终变为声 波。
1.常见的爆破危害类型
1) 炸药爆炸后,介质表面在爆破鼓包运动作用下,大面积 或整体性地向前抛掷形成飞石; 2) 爆破时,局部介质破碎后成放射线飞散形成飞石; 3) 爆破时,由于炸药爆炸而生成的高速爆轰气体从介质的 软弱夹层或从炮孔堵塞部分冲出,使个别介质碎块加速抛 射形成飞石; 4) 对烟囱、水塔等高耸建筑物进行爆破时,在其定向或坍 塌时以很高的速度和动能冲击地面,部分介质碎块从地面 反弹飞出,或者结构物落地处的碎渣、石子等没清理干净, 在结构物倒塌落地瞬间,受其冲击而获得能量和速度向外 弹射形成飞石。
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1.3.3噪声评价标准 （1）.噪声危害 1) 引起听力损失：听力锐度的下降 耳聋：500，1000，2000Hz 损失>25dB 大爆破：脉冲噪声峰压级170～190dB 2) 噪声的生理效应 3) 噪声能降低生产效率并引起伤亡事故 4) 对建筑物造成危害
1.常见的爆破危害类型
1.常见的爆破危害类型
初震相
完整的爆破震动波形图
1.常见的爆破危害类型
(2)爆破地震波基本参数 振幅A：主震相中的最大振幅是表征地震波的 重要参数，是振动强度的标志。 频率f0（或周期T0）：一般用最大振幅所对应 的一个波的周期作为地震波的参数， 频率：f0=1/T0
振动持续时间TE：指测点振动从开始到全
1.常见的爆破危害类型
1.3.2 噪声的物理参数 （1）声压 声强 声功率 声压：声波产生的空气压强增量，表示声音强弱 基准声压：对正常听力的人，1000Hz纯音的声压 为2×10-5Pa时，刚刚能听到。 痛阈声压：当声压达到20Pa时，感到震耳欲聋 一般说话声压：0.02～0.03 Pa
1.常见的爆破危害类型
1.常见的爆破危害类型
地震波分类

周期短，振幅小， 传播速度快，5－ 6km/s。

纵波（p波）
周期较长，振幅较 大，传播速度仅次 于纵波3-4km/s。
体波
面波
地震波
横波（s波） 瑞利波

勒夫波

说明：爆破过程中造成岩石破裂的主要原因是体波的作用， 特点：周期长、振幅大，传播速度较体波慢，衰 而造成爆破地震破坏的主要原因是面波的作用. 减也较慢，但携带的能量较大。
1.常见的爆破危害类型
纵波的波形特征
1.常见的爆破危害类型
横波的波形特征
1.常见的爆破危害类型
勒夫波的波形特征
1.常见的爆破危害类型
瑞利波波形特征
1.常见的爆破危害类型
地震波形图中包含三个相：
地震波形图
初震相 主震相 余震相
1.常见的爆破危害类型
A A t
初震相 主震相 余震相
1.常见的爆破危害类型
1.常见的爆破危害类型
图标法计算声压级叠加问题例题：
1.常见的爆破危害类型
3) 噪声级的平均 1 n 0.1 Li 计算噪声级的平均值： LP 10 lg 10
n i 1

算例：求
LP1 100dB LP 2 98dB LP3 95dB
1.3爆破噪声
1.3.1噪声的基本概念 （1）噪声的定义
噪声定义：
物理学观点：噪声是指声强和频率变化无规律、 杂乱无章的声音。 心理学观点：噪声是指人们不需要的声音。
1.常见的爆破危害类型
（2）噪声的种类 (1)按声强是否随时间变化分类 1）连续性噪声 稳态噪声： 随时间变化，声压波动小于3dB。 非稳态噪声：随时间变化，声压波动大于3dB。 2）间断噪声 间断噪声：又称为脉冲噪声，即声音持续时间小于 0.5 秒，间隔时间大于1秒，声压有效值变化大于 40dB的噪声。 (2)按噪声产生的机理分类 空气动力性噪声：空气的压缩和释放所产生的声音。 机械噪声：撞击，摩擦 电磁噪声：变压器，发电机
声压叠Baidu Nhomakorabea公式：
p
p1 p2
2
2
1.常见的爆破危害类型
声压级叠加公式：
P 2 P22 P 2 P22 L总 10 lg 1 2 10 lg 12 2 10 lg 100.1L1 100.1L2 P P0 P0 0


b.图表法
利用查图标直接能计算出两个以及两个以上声压 级叠加后的值，表如下图所示：
部停止的时间，反映振动 衰减的快慢
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1.1.2 爆破地震动及爆破震动效应 爆破地震动：爆破地面的运动。 爆破冲击波→应力波→地震波→地表附近土层震动
爆破地震效应：爆破地震波引起的破坏现象及后果。 爆破地震效应是一个包含建（构）筑物本身以及爆 破地震波多种因素的综合性的现象。
1.常见的爆破危害类型
2
听阈声压级到痛阈声压级变化范围为0～120 dB
1.常见的爆破危害类型
声强级：
I LI 10 lg I0
声功率级：
W LW 10 lg W0
1.常见的爆破危害类型
2）噪声级的计算 ①.声功率（级）与声强（级）的叠加 声功率，声强，声功率级以及声强级的叠加都是 直接进行相加。 ②.声压（级）的叠加 首先我们应注意，声压（级）不能够直接相加 a.公式法
1.常见的爆破危害类型
爆破过程中导致房屋的损毁现象
1.常见的爆破危害类型
爆破过程中飞石伤害现象
1.常见的爆破危害类型
在爆破的过程中，常见的爆破公害 有哪些 ？ 1. 爆破地震效应 2. 空气冲击波 3. 爆破噪声 4. 爆破飞石 5. 爆破有毒有害气体
1.常见的爆破危害类型
1.1 爆破地震效应