爆破应力波和地震波.ppt

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1、爆破应力波与爆破地震波参数测量一、应力波参数测量测量内容：爆炸应力波的传播规律；构筑物在爆炸荷载作用下的受力状况；岩体爆破应力波的压力测量；动态应变测量。1.动态应变测试动态应变测量及分析系统方框图1)应变计的选择选择应变计应着重考虑应变计的频率响应特性。影响应变计频率响应的主要因素是应变计的栅长和应变波在被测物材料中的传播速度。选择应变计的栅长设应变计的栅长为L，应变波波长为，测量相对误差为。当时，；当时应变计栅长与应变波波长之比愈小，相对误差愈小。当选用的应变计栅长为被测应变波波长的1/20～1/10时，测量误差将小于2％。频率响应一定栅长的应变计，动态

2、应变的最高频率与应变波在被测物材料中的传播速度有关，即。若取则可测的动态应变的最高频率为：2）应变仪的选择应变仪的主要组成同步触发部分信号转换及放大部分应变标定部分。选择考虑的内容工作频率主要根据被测应变梯度测量范围应变范围仪器的线数或通道根据需测点数来确定精度按工程测量的要求来确定3）记录分析仪器的选择目前动态应变测试中选用的记录仪器比以前先进的多，国内有许多厂家生产此类仪器。选用记录分析仪器，除考虑频率响应外，还须考虑测试环境。2.测试方法1）表面应变测量进行岩石表面爆破动应变测量时，只需将应变计直接贴于所测物体的表面即可。2）内部测量方法A.从钻孔中取

3、回岩芯进行加工处理成岩块，在岩块上贴上应变计，然后再回填于岩体中；B.模拟岩石的物理力学性质，制作应变砖，然后回填到所测岩体中。这种方法的优点是应变砖的材料可以进行人工调配，应变计的防潮性能比较好，绝缘电阻可以保证在500MΩ以上。关键是应变砖的设计制作和埋设。3）应变砖材料的选择匹配如果应变砖的弹性模量、泊松比和膨胀系数等物理力学性质均与被测物相同，即达到完全匹配时，应变测量中应变砖所感受到的应力就与被测物介质应力相同，实际中这是很难满足的。在介质中传播的应力波通常都以介质的声波阻抗作为特征阻抗，所以原则上要术应变砖材料的容重和声速与被测岩体介质的容重和声

4、速甚本接近。材料制作应变砖时，一股以环氧树脂为主体并掺入适量的填料配制而成。环氧树脂的性能特点是机械强度较高、防水与绝缘性能也较好，而其塑性大，弹性模量低，需要掺入弹性模量较高、线膨胀系数较低的填料来改善其性能，如石英粉、石英砂和重晶石粉等4）应变砖尺寸确定原则：(1)应变砖的几何形状一般采用长方体或圆柱体，这要根据测试方法及埋没地点的要求来确定。(2)应变砖的高度必须远小于应变波波长。(3)应变砖材料的弹性模量与被测物介质的弹性模量不可能达到完全一致，这将使应变砖埋设处的介质产生应力集中。为减小应力集中所带来的测量误差，一般把应变砖制作成高径比为5～20的

5、圆柱体，最常用的高径比是10。5）应变砖的制作根据介质的特征阻抗，将环氧树脂、二丁脂、乙二胺按比例配制，再按级配比将金刚砂、水泥、石英粉一起倒入环氧树脂中，进行搅拌，使骨料均匀，制成环氧胶泥。然后将这种胶泥注入模具中。浇注之前，先在模具内涂上一层脱模剂。浇注时一定要振捣，防止有气泡。24小时后即可拆模，养护28天后便可使用。使用前将应变砖用丙酮洗净，然后按测试的需要，贴上选好的电阻应变片。贴片时要确立坐标系，使各电阻应变片位置准确。不同平面，不同角度的应变片采用不同颜色的引线，以免混淆，应变砖一般粘贴几组应变片，5）应变砖的制作角度为0°，45°，90°，1

6、35°。或按一定的应变花布片。应变片粘贴及引线焊好后，再用环氧胶泥做成圆形包体。环氧胶泥既是受力的变形体，又是防潮材料，其防潮性能是较好的。在应变砖制做过程中，要控制好温度，保证其密实度。温度过高，会产生气泡，造成内部出现空隙，温度过低环氧树胎固化不好，掺石英砂，石英粉后会出现捣固不实，长久不能凝固，影响密实度和整体。一般将温度稳定控制在30°C左右为好。石英砂，石英粉要事先烘干才能配制。6）应变砖试验应变砖在使用前，必须对其进行标定，也就是看它能否适应于冲击动载荷测量，首先必须满足动载荷作用下岩体的各种动态响应，脉冲作用时间、脉冲上升时间、弹性线性范围和变

7、形的均匀性等要求。因此，实测前必须对应变砖进行冲击试验和静力试验。冲击试验是将应变砖放在冲击振动台上进行冲击，记录其应变波形。如果其应变波形的脉冲上升时间和形状与冲击台的冲击特性相符，则说明该应变砖的动态性质能反应岩体的动态特性。静力试验一般可在压力机上进行。用压力计进行监视，其目的是检验应变砖测量数据的可靠性和变形的均匀性。7）应变砖的埋没将应变砖放入钻好的孔中，用环氧胶泥回填，回填过程中要注意保护导线，并要严格控制好角度。3.测量过程的几个问题1)导线现场测试，应变砖往往要埋置岩体很深的位置，爆破时冲击波有可能同时作用于应变砖及导线，导线受到应力波的作用

8、将会引起虚假信号。为了防止这种现象。可在导线上加一橡