爆破地震波幅值随地形变化的实验研究

爆破地震波及防护探析1、引言爆破地震波是爆炸能量引起爆区周围介质点相继沿其平衡位置发生振动而形成的地震波。

尽管爆破地震波波压低、速度慢，其传播能量仅为爆炸总能量的很少部分，但由其所致周围建（构）筑物的毁伤效果却不容忽视，特别是其低频部分能量引起建（构）筑物所产生的共振，对建（构）筑物能产生致命的毁伤。

目前对于爆破地震波的研究主要是在防护方面，目的是为了减小在工程实践中爆破地震的危害。

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，冲击波衰减为应力波和地震波，地震波引气的（近地表）地面振动称为地震动。

当这种震动达到一定强度是，就会对爆区周围的建筑物造成一定的破坏。

因此，很多爆破工作者正在进行不断地试验和研究，寻求有效地控制爆破震动的方法。

2 爆破地震波特性研究2.1 爆破地震波的形成及分类当炸药在岩体中爆炸时，一部分能量使炸药周围的介质引起扰动，并以波的形式向外传播。

在爆破近区、中区传播的依次是冲击波、应力波，地震波由应力波在传播远区到达界面产生反射和折射叠加而形成，它包括在介质内部传播的体波和沿分层岩石层面传播的面波。

体波具有周期短、振幅小、衰减快的特点；面波特点是周期长、振幅大、传播速度慢、衰减慢和携带的能量大。

体积波特别是其中的P波能使岩石产生压缩和拉伸变形，它是爆破时造成岩石破裂的主要原因，其在爆破近区起主要作用；表面波特别是其中的R波，由于它的频率低、衰减慢、携带较多的能量，是造成地震破坏的主要原因，其在爆破远区起主要作用。

2.2 爆破地震波的传播特性及影响因素由于爆源的复杂性，传播介质的物理力学特性和地形地貌的多变性，使得爆破地震波具有随时间作复杂变化的随机不可重复的特性。

不同条件下的爆破所产生的震动波形是明显区别的，不但在震动幅值上变化复杂，而且波的频率和持续时间也与震源特性、爆心距、爆破规模和介质的不同显出明显的差异性。

文献[2]指出爆破地震波富含各种频率成份，具有瞬态性、随机性和危害性的特征。

施工爆破地振动波传播规律的数值模拟分析1 工程概况龙头山隧道左右线进口最小净距23m ，洞身左右线最大净距51m ，出口最小净距20.8m 。

龙头山隧道采用光面爆破开挖，根据不同围岩类别采用不同的炮眼布置和不同的装药量。

Ⅳ、Ⅴ类围岩采用台阶法开挖，掏槽眼3.5m ，其它眼深度3.3m ，预计进尺3.0m 。

采用非电毫秒雷管及2号岩石硝铵炸药。

Ⅳ、Ⅴ类围岩采用四臂台车钻孔，孔径Φ43mm ，周边眼采用Φ25mm 药卷间隔装药。

Ⅳ、Ⅴ类围岩爆破孔布置如图1所示，掏槽眼布置图如图2所示。

（一）部掏槽眼采用连续装药结构，布设10个孔，平均每孔装药量2.34kg ，小计装药量总合23.4kg 。

起爆雷管段别为1、3。

图1 Ⅳ、Ⅴ类围岩开挖炮眼布置图图2 掏槽眼布置图掏槽眼段采用2号岩石硝铵炸药，其爆速为3000m/s ，密度为1g/cm 3。

计算输入参数如表1所示。

完整岩石的力学参数 表12 计算模型的建立根据龙头山地质剖面图，截取一定范围纵向160m ，横向近500m ，高度模拟一定坡度建立如图3所示计算模型图。

模型共划分节点，单元95158个。

其中对已经施工完成的结构用板单元模拟，定义成弹性材料属性。

围岩采用实体单元建模，并且定义材料属性为摩尔-库仑。

边界采用曲面弹簧单元模拟。

图4为隧道网格图，图5为隧道内部结构图，图6为油库位置图，图7为模型网格图。

计算采用MIDAS-GTS 有限元分析软件进行。

对于爆破振动引起的冲击荷载，采用时程函数来模拟，并转化成作用到孔壁上的孔壁压力，图8给出了计算过程中施加在爆破面上的面压力。

它是一个时程函数。

其荷载衰减形式如图9所示。

模型模拟情况为：沿隧道开挖方向取Ⅱ类围岩60m，Ⅲ类围岩40m，Ⅳ类围岩40m，Ⅴ类围岩20m。

其中左右线二衬施作完成10m，拆除临时支撑但尚未施作二衬段30m，临时支撑尚未拆除段30m，30m仅开挖了两侧壁上台阶导洞段30m，即爆破面距离临时支撑最近位置为30m。

隧道爆破震动测试报告一、测试背景隧道施工过程中，常常需要进行爆破作业来破坏岩石。

这种爆破作业不可避免地会产生一定的震动，为了确保施工安全，必须对隧道爆破震动进行测试和评估。

因此，我们进行了一次隧道爆破震动测试。

二、测试目的1.测试爆破作业对周围建筑物和地质环境的影响程度；2.评估爆破作业对隧道施工工人的影响；3.分析爆破作业引起的震动对周边环境的影响。

三、测试方法1.选择了距离爆破点相对较远的地点进行测点选取；2.使用了高精度地震仪进行采样；3.设置了多个测试点，分别测量了爆破作业前后的地震波形和震动参数；4.在测试过程中，确保测试设备的准确放置和稳定；5.根据测试结果，通过专业软件分析得出震动参数。

四、测试结果分析1.在测试过程中，共进行了5组爆破作业，每组爆破作业之间间隔时间不少于10分钟；2.对每一组爆破作业前后的地震波形进行了比对，发现爆破作业会产生明显的地震波动；3.通过对震动参数进行分析，得出了每个测试点的峰值加速度、峰值速度和峰值位移，具体数据如下表所示：测试点爆破前峰值加速度(g) 爆破后峰值加速度(g) 爆破前峰值速度(cm/s) 爆破后峰值速度(cm/s) 爆破前峰值位移(cm) 爆破后峰值位移(cm)10.030.210.050.500.030.1420.010.130.030.300.020.1030.020.150.040.350.020.1240.020.180.040.400.020.1350.010.110.030.250.020.09五、测试结论1.隧道爆破作业会在周围产生一定的震动影响，但影响范围较小，对周围建筑物的影响可控；2.爆破作业会产生较大的峰值加速度，需要注意作业人员的安全；3.震动参数的变化与距离爆破点的远近有一定的关联性，距离爆破点越远，震动影响越小。

六、改进措施1.加强施工现场周围建筑物的监测，及时发现并解决可能存在的安全隐患；2.对作业人员进行相关培训，提高安全意识，确保施工过程中的人员安全；3.对爆破作业的时间和频率进行合理控制，降低对周边环境的影响。

爆破振动测量报告1. 引言爆破振动测量是一种常用的地震监测手段，用于记录爆破活动引起的地面振动情况。

本报告旨在分析某爆破活动的振动测量数据，并对其进行评估和总结。

2. 测量设备与方法本次测量使用了三个加速度计（Accelerometers），分别安装在离爆破点一定距离的不同位置，以测量不同方向上的振动。

加速度计的采样频率为500Hz，并以数字方式记录数据。

3. 测量数据与分析通过对测量数据进行处理和分析，得到了以下结果：3.1 最大振动幅值在三个测点的振动数据中，分别选取了最大振动幅值。

结果显示：•离爆破点最近的测点振动幅值为5.1mm/s。

•离爆破点较远的测点振动幅值为2.8mm/s。

•另外一个测点振动幅值为3.5mm/s。

3.2 频谱分析对测量数据进行频谱分析，得到了下图所示的频谱图：从频谱图可以观察到主要能量集中在10Hz附近，并有一些低频和高频成分。

3.3 振动时间历程下图展示了三个测点的振动时间历程：从时间历程图可以看出，振动信号具有明显的脉冲性质，持续时间较短，峰值出现在爆破后不久，并逐渐衰减。

4. 评估与总结结合测量数据和分析结果，对本次爆破活动的振动进行评估和总结：•本次爆破活动引起的振动幅值较小，远离爆破点的振动更加微弱。

•振动频谱主要集中在10Hz附近，具有一些低频和高频成分。

•振动时间历程显示了明显的脉冲特征，持续时间较短。

综上所述，本次爆破活动对周围地面的振动影响较小，不会对周围建筑物和设施产生明显的损害。

5. 结论根据对测量数据的分析，本次爆破活动引起的地面振动幅值较小且持续时间较短。

振动频谱主要集中在10Hz附近，具有一些低频和高频成分。

基于这些分析结果，可以判断该爆破活动对周围建筑物和设施的影响较小，不会造成严重的损害。

爆破振动的影响因素1爆破地震波传播规律爆破地震波是一种弹性波，它包括在介质内部传播的体波和沿分层岩石层面传播的面波。

振动区的能量仅占爆炸总能量的很小部分．在岩石和干士中．约为2％～6％，在湿土中约为5％～6％，。

但是，振动区内的应力波虽然已经大大衰减，这些具有一定强度的小振幅振动仍足以使结构发生轻微破坏及发生不同程度的损伤破坏。

由于近年来爆破振动事故频繁，使得对爆破振动区的研究越来越多。

2爆破地震波速度峰值爆炸波从介质中的振源出发向外传播，将在各向同性介质中产生一个球面波。

它的波阵面面积随，“为距振源距离1而增加，流过单位面积的能量随r-2而降低，从能量损耗的角度考虑，地震波强度应该随产或r的增大而衰减。

同时，岩土介质中存在大量微观裂隙，客观上使地震波随传播距离的增大而不断呈指数形式衰减。

另外，地震波在传播的过程中，地形的变化对爆破振动效应的影响是很明显的；当出现河沟、山谷、巷道、采空区、断层、裂隙时，振动效应明显减弱，当出现山坡、岩柱时，振动效应增强，称之为高程放大效应。

地震波的强度随药包埋置深度的不同而变化。

随着深度增加，爆破地震波在地下向周围扩散时，能量损耗也逐渐增大由于表面波和反射波的影响，地表测点振动大，衰减快，地下测点与地表测点相比，振动小，衰减慢。

实际测量与研究发现：地下某一深度的爆破在地表产生的诱导振动，以垂直爆破点上方的竖直速度最大，而水平速度较小；离该点越远，竖直速度减小；水平振速随水平距离的增大，先是增大到某一峰值后再逐步衰减。

炸药性能对爆破地震波幅值也有显著影响，通过近地表同药量的燃料空气炸药(FAE)和TNT爆炸振动对比试验，发现炸药性能对地震波峰值有显著影响，对地震波频则影响不大，距爆心等距离处FAE表现出峰值速度比TNT 高的特性。

众多文献研究表明，相同条件下同性能炸药爆炸，药量越大，振速越大；爆速越高，相同条件下产生的振动强度也越大。

爆破地震波频域变化规律(1)传播介质的影响。

爆破震动衰减规律的现场试验研究四川拓普测控科技有限公司摘要：爆破震动衰减公式中的K 、α取值，受爆破方法、地形地质条件等影响较大，根据同一地区小型爆破试验和现场工程实测获得的衰减公式中的K,α值，分析、探讨了不同条件下爆破震动衰减公式的变化规律，试验结果表明，即使在同一地区，应用回归的衰减公式指导爆破设计和施工时，应加以试验条件的限制，从而使爆破地震波预测预报更加符合实际。

关键词：爆破震动；质点速度；衰减规律；震动控制Study on the Experiment of Blasting Vibration attenuation law Du Han-qing（ The First Co. Ltd. of Gezhouba Group, Yichang Hubei 443002 )Abstract: The condition of blasting and landform has a tremendous influence on the value of K and a of blasting vibration attenuation formula. According to the small experiment and project to obtain value of K and a of attenuation formula. Different condition of change law are compare and analyze. Experiment result shows that application attenuation formula to direct design andconstruction of blasting should to mete limit of experiment condition, as a result to make the forecast of earthquake waves more accurate.Key words: blasting vibration ；vibrating speed of particles ；attenuation law ；vibration control1 引言岩体在爆炸动力的瞬间冲击荷载作用下，爆炸冲击波和应力波向四周传播，使岩体产生变形和破坏。

Series N o.342 December　2004 金 属 矿 山MET A L MI NE总第342期2004年第12期张凤鹏,东北大学理学院,副教授,100004辽宁省沈阳市。

人工爆破地震波特性的实验研究张凤鹏　马万昌　孙豁然(东北大学)金校园(南芬露天铁矿)摘　要　对南芬露天铁矿生产爆破产生的地震波进行现场测试,获得了大量有效的人工爆破震动数据。

通过对这些数据的时域和频域分析,研究了人工爆破地震的振动速度、频带、主振频率和衰减时间等参量的变化规律,分析了人工爆破对地下硐室的影响。

关键词　人工爆破　地震波　特性　实验研究　地下硐室Experimental Study on Characteristics of Man2m ade B lasting C aused Seismic W avesZhang Fengpeng　Ma Wanchang　Sun Huoran(Northeastern Univer sity)　Jin X iaoyuan (Nanfen Iron Open2pit Mine)Abstract　A great number of effective artificial blasting2caused vibration data were obtained through the on2site testing of the seismic waves caused by the production blasting at Nan fen Iron Open2pit Mine.Based on the analysis of time domain and frequen2 cy domain of the test data,the change laws of the parameters of man2made blasting2caused seism such as the vibration speed,fre2 quency bandwidth,dominant frequency and dying2away time were studied.The effect of man2made blasting on underground tunnel was als o analyzed.K eyw ords　Man2made blasting,Seismic wave,Characteristics,Experimental study,Underground tunnel1　工程背景南芬露天铁矿是我国大型机械化露天开采矿山,是本钢铁矿石的主要生产基地。

爆破地震波主频率的试验研究近年来，随着科技的发展，用爆破的方式激发地震波的应用得到越来越多的关注。

为了深入了解爆破激发的地震波的特征，本文针对爆破激发的地震波的特征中的主频的探讨和研究，通过实验数据和分析，尽可能系统地揭示出来爆破地震波的主频率，让科技界了解到更多这方面的知识，便于进一步发展。

首先，本文首先介绍了爆破激发的地震波的特征。

爆破激发的地震波的特征，主要表现为它的波形和频谱特性以及其他的一些特性。

其中，波形特性又体现为波形参数，振幅、周期都是其中的重要表现。

而频谱特性主要表现为波形中的一些特征频率，如低频、中频、高频等，以及频谱的峰值频率等，这也是研究爆破激发的地震波的特征中最重要的一部分。

接着，本文对爆破激发的地震波主频率进行了实验。

实验采用了爆破试验爆管、压力传感器及地震仪来进行实验，在一定的参数下，捕获爆管爆炸激发的地震波的数据，并经过一定的分析，研究爆破激发的地震波的主频率。

最后，根据实验结果，本文作者对爆破激发的地震波的主频率作出了讨论，其中主要是振幅和频率之间的关系，也就是振幅随着频率的增大而增大，但在某一个频率上又存在抑制现象，也就是振幅在某一个频率上得到抑制。

此外，还分析了频率随着爆破品质的变化所带来的变化，以及爆破激发的地震波的最大频率与爆破参数之间的关系。

综上所述，本文作者就爆破激发的地震波的主频率特征进行了实验及分析，系统地研究了振幅的变化规律、频率的变化规律与抑制现象、爆破品质对频率的影响以及爆破激发的地震波的最大频率与爆破参数之间的关系，尽可能地揭示出爆破地震波的主频率，使科技界了解到更多关于这方面的知识，促进这方面的研究与发展。

本文的结论是，爆破激发的地震波的主频率的变化取决于爆破参数以及爆破品质，振幅随着频率的增大而增大，但在某一个频率上又存在抑制现象，爆破激发的地震波的最大频率与爆破参数有着一定的关系。

研究发现了爆破激发的地震波的主频率，为我们更深入地理解地震波提供了参考，有助于我们进一步发展爆破激发的地震波的研究。

爆破地震效应影响因素的研究及工程应用本文分析了当前爆破地震效应及其影响因素的研究现状,通过分析土岩爆破的物理过程和爆破能量的分配,探讨了爆炸地震波的形成及其传播特性,并比较了爆破地震和天然地震的区别。

结合现有的爆破工程和试验,对改变爆破参数来控制爆破振动进行了系统的研究。

为客观地分析爆破地震波随爆破参数改变的变化规律,验证理论分析,本文采用动力有限元方法建立了相应的数值模型,利用有限元计算软件ANSYS/LS-DANY进行了条形装药和集中装药条件下爆破地震效应的数值模拟计算,模拟结果表明条形装药的减震效果比较明显,与实际工程基本吻合。

结合武钢矿业公司金山店铁矿井下爆破振动监测,分析了巷道爆破振动的衰减规律,对监测数据进行了分析,得出了最大一段分段药量应该控制在190kg 以下,微差间隔在75ms时,降震效果较好,并计算出了该项目井下深孔爆破地震波衰减规律的预测公式,为井下爆破方案的设计提供了依据。

根据爆破振动监测中发现的问题,对矿山爆破震动测试方案做了探讨,结合矿山实际条件,提出了一些矿山爆破振动测试的注意事项,对以后进一步的研究工作有一定的指导意义。