爆破振动高程放大效应的试验研究.pdf

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1、第38卷第3期武汉科技大学学报Vo1．38。No．32015年6月JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnologyJun．2015爆破振动高程放大效应的试验研究白杨，段卫东，徐园园，蒋培(武汉科技大学理学院，湖北武汉，430065)摘要：采用实体模型进行不同装药参数下的台阶爆破试验，通过分析各测点的振动速度幅值和波形特征来研究爆破地震波传播过程中高程放大效应的存在规律及诱发原因。结果表明，高程放大效应的强度不与装药量正相关，高程放大效应的产生与爆破中心区岩土表面的鼓包运

2、动有关，同一台阶面上不同部位质点的振动速度衰减规律可以用“鞭梢效应”来解释。关键词：爆破振动；台阶爆破；高程放大效应；振动速度；鞭梢效应中图分类号：O382文献标志码：A文章编号：1674—3644(2015)03—0216—04爆破振动是爆破施工中产生的主要危害之表1试验模型的力学参数一Table1Mechanicalparametersofexperimentalmodel，可导致边坡、建筑物的损害或破坏。影响爆破振动的因素有很多，其中岩体或边坡的高程对爆破振动的强度具有放大效应。唐海等通过量纲分析得到一个能

3、反映正高程放大效应的爆破1．2模型尺寸及测点布置振动公式。周同岭等分析了高程放大效应的机试验实体模型及测点布置情况如图l所示。理，认为是界面群的影响才导致正高差地形的放模型的基本尺寸为：底面1000mm×1600rnITl，大效应。大部分露天矿、开挖深度超过20m的坡底宽600mitt，每个台阶宽200mrn，相邻台阶铁路和公路路堑、水利工程中的边坡多采用分台高差300mm，顶部台阶宽3001Tim。预留炮孔深阶爆破，当底部台阶爆破时，上部台阶会产生较大度为150mm，炮孔直径为10rnrn。1#、2#、3测的振

4、动，因此研究爆破振动高程放大效应的机理点均匀分布在坡底与第一层台阶相交线上，2、和规律对指导爆破设计、控制爆破振动意义重大。4、5、6、7、8测点位于台阶中轴线上，4、本文拟通过不同装药参数下的高程台阶混凝土模7测点位于各台阶面的外边沿，5、6#、8测点型爆破试验，分析测得振动速度峰值及波形图，结合理论与实际探索爆破地震波在高程变化时的传播规律。1试验1．1试验材料试验模型采用素混凝土浇筑，水泥标号为32．5，水泥砂浆强度等级为M20，水泥与砂的配合比例为1：3，模型浇筑后养护一个月。在浇筑试验模型的同时，用同样

5、的材料浇筑3个10cm×10cm×10cm的标准试样块，通过试样块测得相关力学参数见表1。试验以雷管、炸药为爆源。图1实体模型及测点位置5号棉线普通导爆索的药芯采用太安(PETN)炸Fig．1Entitymodelandmeasuringpoints’positions药，白色粉末状；雷管为普通工业电雷管。收稿日期：2015-01O9基金项目：国家自然科学基金资助项目(51174147)．作者简介：白杨(1987)，男，武汉科技大学硕士生．E—mail：120103296@qq．corn通讯作者：段卫东(1965

6、一)，男，武汉科技大学教授，博士．Email：duanweidong@wust．edu．cn2015年第3期白杨。等：爆破振动高程放大效应的试验研究217位于各台阶面的中心。爆破测振系统测量爆破振动数据。根据预留炮1．3测试方法孔，通过改变装药参数来研究不同高程台阶处的采用成都泰测科技有限公司的Mini—BlastI振动速度以及波形特征。炮孔布置情况见图2。图2炮孔布置情况Fig．2AI’rangementofblastholes试验起爆方式均采用单孔起爆，根据炮孔的离中，“水平”是指测点与爆源之间的水平距离，起

7、爆顺序进行测点距离和装药参数的记录，如表“高差”是指测点与爆源之间的高程差。一共进行2所示，其中，装药量为合计药量，即雷管药量与1O次爆破。炸药量之和，单发雷管按1．0g药量计算；测点距表2爆破参数及测点距离Table2Blastingparametersanddistancesofthemeasuringpoints2试验结果与分析动速度峰值进行分析，实测数据见表3，表中爆心距是指爆源与测点之间的直线距离。2．1振动速度由表3可以看出，1炮孔爆破时，总的来说，对1和4炮孔爆破后各测点的垂直方向振随着爆心距的增加

8、，各测点的振动速度峰值呈减表3测点的振动速度峰值Table3Peakvaluesofvibrationvelocityatthemeasuringpoints小趋势，但比较爆心距近似相等的3测点和5具有同样的变化规律，即各测点的振动速度峰值测点的数据可发现，与炮孔高程差为30cm的5总体上随爆心距的增加而降低，但1测点和5测点的振动速度峰值大于高程差为0的3测点测点的爆心