岩土工程开挖爆破振动监测分析新方法.pdf

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1、浙江建筑，第32卷，第8期，2015年8月ZhejiangConstruction，Vo1．32，No．8，Aug．2015岩土工程开挖爆破振动监测分析新方法NewMethodfortheMonitoringAnalysisonBlastingVibrationwhenExcavationintheGeotechnicalEngineering董承全，孟军涛，颜胜才DONGChengquan，MENGJuntao，YANShengcai(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)摘要：在进行铁路公路路堑开挖爆破过程中，岩土开挖爆破振动常会造

2、成临近建筑物的损坏。为防止爆破振动带来不利影响，根据有关爆破安全规程，需对振动速度进行监测，以获得振速与比例距离关系，继而达到安全控制的目的。在传统的振速分析基础上，考虑到波形特征除包含振速参量外，还包含有频率、持续时间，以及由于地质地貌产生的波形特征等参量。提出了基于图像识别技术的波形特征值法。经与传统振速法对比，波形特征值法具有较好的相关性；实践表明采用振速值和特征值联合分析爆破振动效应是可行的。关键词：岩土开挖；工程爆破；振动监测；图像识别技术；波形特征值中图分类号：TU751．9文献标志码：B文章编号：1008—3707(2015)08—00

3、37—03在高速铁路及高速公路修建过程中，常会遇到形特征值F该值不仅反应了振动速度大小，同时路堑开挖爆破。尽管施工人员尽量采用控制爆破方包含了振动频率变化及持续时间大小以及波形奇异法以期减小振动产生的不利影响。但振动造成建筑性等诸参量，比采用单一的振速值更能反映振动衰物损坏的现象仍有发生。根据有关爆破安全规减特性。通过实例计算，波形特征值F与振速值有程⋯，需对临近建筑物进行振动监测，使其振动速较好的相关性。度控制在安全标准范围内。爆破振动传播衰减过程是一个十分复杂的过程。其振动速度、频率、持续时1测试方法及爆源条件间，以及波在传播过程中因地质地貌特征

4、变化引起路堑开挖主要为石英砂岩岩体，呈风化或中风波的反射、折射叠加造成的波形奇异特征等参量，与化程度。地貌为山体下有一小型水库、河流及农田。传播距离、传递介质、药量大小、爆破方式有关。国地面上散布民宅和小型企业。为避免爆破振动对民内一些学者在这方面做了大量工作，如程康等对宅及企业的影响，分别在水库边靠近爆源一侧、水库爆破振动进行了详细研究，提出了不同坚硬程度岩对岸、民宅及企业处布置4个测点，每点同时布有垂石的衰减特性；赵竹占等研究了爆破振动引起的直、径向、切向传感器，测距分别为120、230、340、震害现象；娄建武研究了爆破地震信号的分形盒450m

5、。布孔42个，齐发爆破。维数值分析，从理论上推演了爆破地震波振动强度衰减系数与分形盒维数D的关系。龙源等还2振速测试结果分析进行其他爆破振动研究。笔者在几个爆破振动信号监测分析基础上，提出一种基于模糊数学的图图1为实测典型波形。对每道波形读取最大振像识别技术，采用方格矩阵法计算出振动波形的波幅值，计算振速，采用萨道夫斯基公式：收稿日期：2015—04—29作者简介：董承全(195l一)，男，湖北宜昌人，高级工程师，从事铁道工程试验与检测工作。38浙江建筑2015年第32卷O一与岩石性质、地质条件、爆破方式有O一0罢0关的系数；g一衰减系数。蚓蜷一0一

6、O获得的各测点不同振动方向的衰减关系见—O一0图2。从图2可以看出，振速最大值为1．3em／s，而民宅及企业处振速值小于0．1em／s，低于规范标图1实测典型波形准，建筑物是安全的。由于水库的存在，使得水库对岸的振速衰减较快，其衰减指数及衰减系数均=K()(1)大于文献[2]中的数值。其径向速度峰值高于垂直式(1)中：⋯一振速(cm／s)；向和切向速度，但衰减较快，切向速度衰减相对慢Q一单孔装药量(kg)；一些。随距离增大(比例距离减小)，不同方向的振R一测点到爆源距离(m)；速值非常接近。宣S瑙螽一∞)／鞲联比例距离a)垂直向振速值图2振速随比例距

7、离衰减规律向，切向特征值最小。但随距离增大，切向值高于3采用图像识别技术对波形特征进行垂向和径向特征值。这可能是由于波的持续时间判定’】延长所致。许多模式识别，常常归结为几何图像识别。声0波波形实际上是一种几何图形。对于此类图形可采0OO用方格矩阵法。首先将波形局限在一个框框内，然后OO将这个框框分成很多小方格，在每个小方格上按线一0条出现的清晰程度给予适当隶属度U¨而i、，是该方—0一O格所在的行数和列数。这样构成一个模糊关系矩阵。-0时间／ms约定：图3振动波形方格图U，=1表示这一格上线条清晰出现lI．=0表示这一格上线条不出现如图3所示将波形

8、划分成mxn个方格，可得到对应的模糊关系矩阵(图4)，并计算波形特征值FF：i表示沿波传播方向测点波形特征值