爆破地震波及防护探析
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隧道施工中的岩爆与地震灾害防控技术引言:随着城市化进程的加速,隧道工程在城市交通建设中扮演着至关重要的角色。
然而,隧道施工中常常会遭遇到岩爆与地震这两类灾害,给工程施工和施工人员的安全带来严峻的挑战。
因此,如何有效地预防和控制这些灾害,成为了隧道工程建设中亟待解决的问题。
本文将就隧道施工中的岩爆与地震灾害防控技术进行探讨。
一、岩爆灾害的发生机理岩爆是指在岩石开挖或加载受力过程中,岩体内部的压力超过了其极限承载力,导致岩石突然破裂并释放能量的现象。
岩爆灾害常常发生在岩石质量较差、构造活跃的地区,特别是在高压水源附近。
岩体的应力集中、物理力学性质差异等因素都会成为岩爆发生的催化剂。
此外,隧道工程施工中的震动和冲击也可能导致岩爆的发生。
二、岩爆灾害的预防与控制技术为了预防和控制岩爆灾害的发生,隧道工程中可以采用多种技术手段。
首先是合理的隧道设计。
隧道设计应该充分考虑地质条件、岩体力学性质等因素,对高风险区域进行合理的定位和设计,减少岩爆的潜在风险。
其次是采用先进的检测技术。
通过在施工现场进行岩体光弹性监测、应力监测等手段,及时了解岩体的力学状态,可以提前预警和控制岩爆的发生。
此外,在施工中采取安全措施也是关键。
例如,使用喷射混凝土和锚杆支护等的加固方式,增强隧道的稳定性和抵抗岩爆的能力。
三、地震灾害的发生机理地震是地球地壳发生快速释放能量的自然现象,其能够引起严重的破坏和损失。
在隧道施工中,地震灾害也是一个必须要面临的挑战。
地震灾害的发生机理与岩爆类似,均与地质构造和应力状态有关。
当地质构造发生变动时,形成断裂带,地震会在断裂带上由一个地点传播到另一个地点,并以波动的形式向外传播。
四、地震灾害的预防与控制技术为了预防和控制地震灾害对隧道施工的影响,科学的设计和施工是非常重要的。
首先是选址与设计。
在选址过程中,应避免选择地震活跃区域或构造复杂的地质条件。
在设计过程中,要考虑地震荷载的影响,并采取相应的抗震设计措施,如增加隧道的抗震能力和合理布置支护结构。
简析爆破工程地质灾害及防治措施摘要:爆破是工程建设中的重要手段,比如在矿山开采、水利建设、道路工程、边坡治理等工程中的不断应用。
随着科技不断发展,在爆破工程当中,因为爆破能量的作用下产生的诸多影响,如岩体的失稳、爆破飞石、爆破冲击波、爆破地震波等因素,地质灾害的产生对爆破安全有着非常重要的影响。
所以,工作人员必须提前对爆破区域进行实地勘察,正确的运用地质学原理,分析爆破工程的地质条件,因地制宜的调整爆破方案。
并根据当地的地质条件有针对性的改变爆破位置或爆炸方向,调整炸药用量,从而保证爆破工程的安全性,最大限度的避免爆破工程地质灾害的产生,达到更好的爆破效果。
关键词:爆破工程;地质灾害;防治措施爆破工程地质灾害是指爆破作用下产生的对爆破效果、工程质量安全、周边环境及人员生命财产等造成的各种事故和灾害。
因此,正确的了解地质灾害的概念、地质灾害的形成原因和条件以及如何有效的防治地质灾害,在爆破施工过程中,是至关重要的环节。
1爆破工程导致地质灾害的原因和形式爆破工程会在多种地址环境下实施爆破作业,由于不同地质环境在作业中存在差异,实际的作业中也存在多种隐患。
当前常见的故障形式如下:①冲炮事故。
该事故的形成原因是爆破过程中产生气体冲击到了软弱结构面上,这一结构面会在这类因素的共同作用下,致使结构面冲出爆破区域,后果是导致整个工程施工面和周边的建筑物被严重损坏。
②超爆事故。
这一事故的原因是爆破作业中向爆破区域填入了过多的炸药,后果是整个周边环境的地下环境受到干扰,严重时会降低底层的承力水平。
③欠爆问题。
该事故的成因是爆破作业中炸药的装填位置不合理,或者对于炸药放置周边的地质环境处理效果较差,后果是定向爆破工作失效,由于爆破方向无法有效控制,导致的自然灾害情况无法确定。
④涌水问题。
该事故的成因是爆破区域周边的地层中含有大量的水,在爆破振动的作用下,地下水道受到相应的影响,导致涌水问题出现。
⑤爆破滑坡问题。
该问题的成因是在爆破中会产生剧烈振动,在振动的情况下会导致爆破区域以及邻近区域受到强烈的干扰,在这一干扰的作用下,会出现区域断裂等问题,严重时会出现滑坡等问题。
地下工程爆破震动控制技术措施分析地下工程爆破是一种常用的矿山开采和基础设施建设方法,在一定程度上可以提高工程进度和效益。
爆破过程中产生的震动和噪声问题却成为了环境和社会的主要关注点。
为了减少地下工程爆破的震动影响,需要采取一系列有效的技术措施。
在地下工程爆破前,需要进行爆破震动的预测和评估。
通过对爆破参数、地质条件、爆破距离等因素的调查和分析,可以利用震源能量法、参数法、经验公式等方法来预测和评估爆破震动。
还可以通过现场监测和震动速度传感器来实时监测爆破震动的强度和频率,以便及时调整爆破参数。
在地下工程爆破中,可以采取一系列减振措施来控制爆破震动的传播。
一种常用的方法是设置减振卡和减振井,通过地下减振界面的作用来分散和消耗爆破震动能量,减少震动传播到地面的能量。
还可以在爆破孔内设置减振材料,如岩石充填料、土石混凝土等,通过吸收和分散震动能量来减少地面震动。
在地下工程爆破中,可以通过合理的爆破参数设计来控制爆破震动。
可以通过合理选择爆破药量、装药方式、装药位置等参数,来控制爆破震动的强度和频率。
还可以调整爆破延时时间,使爆破震动在时间上分散,减少对周围环境的影响。
在地下工程爆破中,需要加强对爆破震动的监测和管理。
通过建立完善的监测系统,可以对爆破震动的强度、频率、影响范围等进行实时监测和记录。
还需要制定详细的爆破施工规范和管理措施,明确责任和要求,加强对施工过程的监督和管理,确保爆破震动不超过规定的安全标准。
地下工程爆破震动的控制技术措施需要从预测评估、减振措施、参数设计和监测管理等方面进行综合考虑和实施。
只有通过科学合理的技术手段和管理措施,才能最大限度地减少地下工程爆破对周围环境和社会的影响,保护人民群众的安全和利益。
隧道爆破对地表建筑物的危害及防治1.1 爆破地震波产生阶段影响因素分析1.1.1 炸药的影响炸药的影响包括炸药种类的影响和炸药量的影响。
目前业界的大部分专家学者认为炸药种类不同对爆破地震波影响也不同。
实验表明:作为炸药重要性能参数之一的爆轰压力对爆破震动大小和频率有影响,炸药的爆轰压力上升时间越短,爆破震动越大,爆破震动波的频率也越高。
从炸药的波阻抗方面讲,如果炸药的波阻抗与岩石、土的波阻抗相近的情况下,爆破损失的能量少,炸药的能量传递的效果良好,爆破的震动效果就降低;反之爆破损失能量大,而损失的能量会增强爆破的震动。
1.1.2 段数的影响段数的影响主要体现在降震效果和延长爆破地震波作用时间。
研究表明分段装药比不分段装药的降震效果好30%-50%。
随着炸药的段数增加,地震波的主震相会相应的降低,但是地震波的作用时间会增长,所以段数也不是越多越好。
合理的装药段数,既能减少爆破作用时间又能降低爆破地震波的主震相,因此可以有效的降低震动效应。
1.1.3 装药结构形式的影响这里主要分析耦合装药和不耦合装药的装药结构形式。
试验表明:在一定岩石和炸药条件下,采用不耦合装药(或空气柱间隔装药),可以增加用于破碎或抛掷岩石的爆破能量,提高炸药能量的有效利用率,降低药量使用。
与亲合装药相比它降低质点振动速度峰值,降低了爆破震动的效果。
1.1.4 起爆方案的影响岩土爆破作业中有很多爆破方式(定向爆破、预裂、光面爆破、微差爆破、控制爆破等),不同的爆破方式对爆破地震波的产生有不同影响。
通过研究发现当起爆方向线与保护目标垂直时,振动速度峰值最大,药包组成直线布置会加强垂直方向的地震波。
对于毫秒级的微差爆破来说,延迟不同的时间间隔引起的爆破振动强度也不同。
1.2 爆破地震波传播过程中的影响因素分析1.2.1 大地系统的地质条件大地系统的地质条件主要考虑的是爆破周围的地形、地表覆盖层厚度、断层等。
同时研究表明,场地地表覆盖土对地震波的作用时间也有影响。
爆破振动的防护措施爆破振动是指在爆破震动波的作用下,地面或者结构物会发生振动现象。
这种振动会给建筑物、地下管线以及人民的生产生活带来很大的危害。
为了保护人民的财产和人身安全,需要采取一系列的防护措施。
第一、合理的规划和设计。
在建设工程的规划和设计阶段,需要充分考虑地质情况、频率特性以及爆破振动波对建筑物的影响。
合理安排建筑物和结构物的位置、间距和形状,以减小振动波的传播和引起的震动效应。
第二、爆破振动监测。
针对爆破工程,需要进行爆破振动监测工作。
通过设置振动传感器和震动计等设备,实时监测和记录爆破振动的数据。
监测结果可以用来评估振动的程度,及时报告给工地方以及周边受振人群,采取相应的应对措施。
第三、采取减振措施。
对于已经存在的建筑物和结构物,可以采取一些减振措施,减小振动波的传播和影响。
例如,设置减振器、隔振墩等,在建筑物的基础上加装减振设备,以吸收和减小振动波的能量。
第四、合理控制爆破药量和装药方法。
在爆破施工中,需要根据地质情况和工程要求,合理控制爆破药量和装药方法。
过量的药量或者不合理的装药方式,会导致振动波过大,加剧振动的危害程度。
第五、设置安全防护区域。
在进行爆破施工时,需要将危险区域进行划分,并设置相应的警示标志和安全措施。
确保人员和建筑物不进入危险区域,以避免受到振动波的影响。
第六、合理选择爆破施工时间。
爆破施工时间的选择也非常关键,可以根据周边建筑物和居民的情况,选择在尽可能少人居住和工作的时间段进行爆破。
避免在夜间或者节假日等人员集中的时间进行爆破,以减少振动对人民生产和生活带来的影响。
第七、提前通知周边居民和单位。
在进行爆破施工之前,需要提前通知周边居民和单位,告知爆破施工时间和地点。
并向周边居民和单位提供有效的防护措施,如封闭门窗、加固建筑物等。
第八、及时排解振动的后果。
如果发生了振动波对人民生产和生活造成的危害,需要采取相应的措施进行排解。
例如,进行建筑物的修复和加固,对地下管线进行检修和维护,以减小后续振动波带来的影响。
地下工程爆破震动控制技术措施分析
地下工程爆破是实施爆破工程的一种常见方法,但爆破产生的震动对周围环境和结构
设施可能造成损坏。
在进行地下工程爆破时,需要采取震动控制技术措施,以保证工程安
全和降低对周围环境的影响。
应进行爆破工程前的震动预测和监测。
通过震动监测预报系统,可以及时掌握爆破工
程的震动情况,并根据监测数据进行实时分析和预测。
震动预测可以帮助工程人员合理安
排工程进度,避免爆破工程对周围设施和结构造成不必要的损害。
应合理选择合适的爆破参数。
爆破参数的选择对于控制爆破震动非常重要,包括药量、药品种类、起爆方式等。
合理选择爆破参数可以减少爆破震动的能量释放,降低对周围环
境的冲击。
在选择爆破参数时,需要考虑周围环境的敏感度,以及工程的要求和安全性。
可以采取增加防护措施来控制爆破震动。
在地下工程爆破前,可以对重要设施和结构
进行防护措施,如加固或采取减振措施,以提高其抗震性能,减少爆破震动对其造成的影响。
也可以采取隔振措施,将爆破震动传递到较远的地区,减少对周围设施的影响。
需要加强监督管理和沟通协调。
在地下工程爆破过程中,需要有专业人员进行监督管理,确保爆破过程符合规范和安全要求。
还需要与周围环境和相关部门进行沟通协调,及
时处理相关问题和意见,共同保障工程的顺利进行。
地下工程爆破震动控制技术措施是保证工程安全和降低对周围环境影响的关键。
通过
进行震动预测和监测、合理选择爆破参数、增加防护措施以及加强监督管理和沟通协调,
可以有效控制爆破震动,保护周围环境和结构设施的安全。
·炸药与爆破 · 浅析爆破地震波产生的原因及控制方法方颜空1 、2文永胜1 顾亮业1 吕力行1 (11 昆明理工大学国土资源工程学院 , 云南 昆明 650093 ;21 中国铝业贵州分公司第一铝矿 , 贵州 贵阳 550209)摘要 : 重点分析了爆破地震波产生的原因及传播规律 ; 介绍了国内在爆破地震方面的安全判断依据和安全允许距离的计算方法 ; 并从采用微差爆破 、合理优化孔网参数 、选取合理的爆破参数 、改善爆破条件 等诸多方面进行综合分析后 , 提出了相应的控制措施 。
关键词 : 地震波 ; 爆破震动 ; 控制方法 ; 安全措施中图分类号 : TD 2351 14文献标识码 : 文章编号 : 1671 - 8550 (2009) 03 - 0037 - 02A地震波波形比较复杂 , 但整个波动过程大致可分为初震相 、主震相和余震相三部分。
如图 1 所示 , 主震相振幅 最大 , 相应破坏性也最大 。
爆破地震波的峰值与装药量 、 至震源的距离有关 , 并随之变化而变化 。
概述无论是矿山采矿 , 还是水利和建筑拆除施工 , 因爆破方法 、空间及周围环境条件的差异 , 爆破所引起的震动、 空气冲击波 、噪声及飞石对周围的人员 、建筑物、设施会 产生不同程度的影响 。
其中爆破震动带来的危害最严重 , 并对周围的建筑结构及居民产生严重的影响 。
目前大多数 矿山为避免爆破震动带来的影响 , 采取的主要措施就是控 制爆破药量 , 但过度降低爆破炸药量 , 虽然有效控制了爆 破震动 , 但爆破效果不佳 。
因此 , 研究和分析矿山爆破震 动的原因及降震措施十分必要 。
1 爆破地震波产生的原因及传播2 图 1 爆破地震波波形图21 2 爆破地震波的特征及传播规律———特征 : 1) 近距离的震动波形比较简单 , 基本上是一个脉冲 , 其时间长短随药量的增加而增加 ; 2) 随着距离 的增加 , 振动波形趋于复杂化 , 出现在震动初期的最大振 幅逐渐往后推移 ; 3) 爆破震动作用的持续时间一般 01 4~ 21 0 秒 , 随介质和距爆源距离的不同而各有差异 。
浅析爆破工程地质灾害及防治措施发布时间:2022-02-16T07:09:39.369Z 来源:《科技新时代》2021年12期作者:李存伟[导读] 爆破工程地质灾害防治工作的开展,需要做好科学性优化,注重解决各种地质管理问题,对于爆破工程地质灾害的诱因及危害全面分析,如地质状况不佳、地下水影响、岩石强度低、岩体结构不稳定等问题。
主要地质灾害包括泥石流、地面变形、滑坡、崩塌等。
中国葛洲坝集团易普力股份有限公司重庆市 401120摘要:爆破工程地质灾害防治工作的开展,需要做好科学性优化,注重解决各种地质管理问题,对于爆破工程地质灾害的诱因及危害全面分析,如地质状况不佳、地下水影响、岩石强度低、岩体结构不稳定等问题。
主要地质灾害包括泥石流、地面变形、滑坡、崩塌等。
施工单位要分析爆破工程地质灾害防治工作的条件和作用形式,探索落实爆破工程地质灾害的防治措施,进行裂隙发育方向控制,合理应用预裂爆破技术,消除超爆欠爆问题,消除爆破渗漏问题。
关键词:爆破工程;地质灾害防治工作;防治措施1引言爆破工程地质灾害防治工作对于施工安全和施工质量控制具有重要意义,因为爆破工程导致的地质灾害类型较多,结合具体的地质条件、爆破技术特点,需要做好必要的灾害防治分析,提高技术管理能力,很多技术问题得以改善,有关的技术问题可靠调节。
2爆破工程地质灾害的诱因及危害2.1诱因(1)地质状况不佳。
爆破工程作业作用中,如果地质状况不佳,爆破区结构不稳定,在受到爆破冲击作用时,地质结构自身稳定性不足,导致出现各种坍塌、滑坡等不良地质灾害。
(2)地下水影响。
爆破工程施工中,可能导致爆破位置结构缝隙加大,受到低下水的影响,在地下水渗透侵蚀作用下,地下水填充地质结构缝隙,导致地质结构稳定性不足。
(3)岩石强度低。
岩层强度低不能有效抵抗爆破工程开展中的冲击力,可能导致岩层既有稳定结构破坏,在冲击波的挤压影响下,低强度岩层结构出现破裂。
(4)岩体结构不稳定。
炸药爆炸时,人类可利用其化学能转变成的机械功,完成一些人工或者机械不能或者难以完成的工作。
爆炸的同时还将产生爆破地震波、空气冲击波、爆破噪音、个别飞石、爆破毒气等危害作用,这些危害作用亦称危害效应或者负面效应。
它们对人员、建造物和设备所造成的危害范围,因爆破规模、性质与周围环境的不同而异。
如露天爆破时,地震与飞石的影响范围较大,空气冲击波在加强抛掷时有显著作用,而松动爆破则几乎没有影响。
爆破规模较大时,还要考虑爆破毒气的危害问题。
为了保证人员和设备的安全,必须正确计算各项安全影响范围,以便采取相应措施。
对于建造物与构筑物必须评价其安全程度。
对于重要目标必须保证不受爆破地震、空气冲击波和爆破飞石的破坏,要严格进行安全校核,必要时应减少一次(或者一段)的爆破装药量或者采取其它安全措施。
在地底下发生地震的地方,叫震源。
地面上与震源相对处,叫震中。
地震的大小,在地震学上用震级和烈度来衡量。
1.1.1.1 震级震级也称地震强度,用以说明某次地震本身的大小。
它是直接根据地震释出来的能量大小确定的。
用一种特定类型的、放大率为2800 倍的地震仪,在距震中100km 处,记录图上量得最大振幅值 (以1/1000mm 计) 的普通对数值,称为震级。
例如,最大振幅为0.001mm 时,震级为“0”级;最大振幅值为1mm 时,震级为“3”级;最大振幅值为1m 时,震级为“6”级。
地震震级的能量究竟有多大?可用爆炸能量来说明。
在坚硬岩石(如花岗岩)中,用2~3×106kg 炸药爆炸,相当于一个4 级地震。
一个8 级地震的功率大约相当于100 万人口城市的发电厂在20~30 年内所发出电力的总和。
由此可见,虽然地震仅仅发生于瞬时的变化,但地震释放出来的能量却是巨大的。
1.1.1.2 烈度烈度是指某一地震在具体地点引起振动的强度标准,它标志着地震对当地的实际影响,作为工程建造抗震设计的依据。
烈度不是根据地震仪器测定的。
地下工程爆破震动控制技术措施分析地下工程爆破是在距离地面一定深度之下进行的岩石或土体开挖工程,它对周围环境和人们的生活造成的震动噪声等影响较大。
因此,地下工程爆破的震动控制技术非常重要,它不仅可以减轻震动噪声带来的影响,还可以保证施工和使用过程中的安全。
一、预测震动的影响范围在进行地下工程爆破之前,需要对爆破区域的土层、岩层进行预测分析,确定目标工程的动力响应参数。
通过使用相关工具进行振动计算,精准预测爆破产生的震动影响范围,以便进行有效的震动控制。
二、合理选取爆破参数爆破参数的合理选择是控制爆破震动的关键。
对于不同的岩土材料,其抗震能力不同,选取不同的爆破参数可以使爆破震动减少,如爆破药量、爆破孔间距、孔径、装药方式等。
通过对不同条件下的爆破参数进行试验和模拟,选出对爆破震动影响最小的参数组合,得到更加稳定的爆破效果。
三、优化爆破细节在地下工程爆破的过程中,一些细节工作也是非常重要的。
例如,爆破药量的控制,不同深度的药量不同,需要逐渐降低;爆破孔间距和深度的控制,越深的孔间距要做得越大;对于冲击波的影响,需要采用分段爆破的方式等,这些措施都能有效地降低震动噪声带来的影响。
四、采用防护措施在地下工程爆破施工过程中,对周围环境和人员的安全也需要高度重视。
因此,在爆破周围安装振动监测设备和噪声检测仪器,监测爆破过程中的振动和噪声,及时对可能存在的安全隐患进行处理。
同时,需要对重要的设施和建筑物进行防护措施,如加固建筑物,挂起振动减震带等,从而有效地降低噪声和震动对周围建筑物和设施的影响。
综上所述,地下工程爆破的震动控制技术措施是一个综合性较强的技术体系。
根据具体地质条件和施工需求,逐步实施一系列震动控制方案,应用科学技术手段对地下工程爆破产生的影响进行预测和控制,有效降低了噪声和震动对环境和人们的影响,为工程安全保障和城市建设发展提供了重要的技术支持。
爆破工程造成的地质灾害及其防治摘要:爆破在工程中有非常重要的作用,可以改变自然地理条件,给工程施工带来方便,在开隧道,开采矿产等方面应用较广。
爆破能量巨大,使用方法不当就会产生巨大的危害,危及人身和地质环境。
爆破时能量巨大会导致岩层震动,失稳;爆破时方向控制不当会引起方向错误,乱石塌落方向不按预定方向进行,造成不可预知的危害;爆破时产生的飞石、地震波都会对地质造成危害。
爆破造成的危害是巨大的,一般会引起严重的损失,纵观这些危害,不难发现大多原因来自对爆破的不合理控制。
为了减少这些灾害的发生需要我们对这些问题加以重视,了解其发生的原因及防治措施。
关键词:爆破工程;地质灾害;防治措施爆破工程造成的地质灾害包括由于爆破产生的工程、环境、人身等的破坏性影响。
要防止这种灾害的产生,我们需要正确的使用岩体力学原理和爆破相关知识,有效预测爆破结果。
对于爆破工程导致的地质问题要一边预防,一边治理,首先要在根本上解决这种灾害的发生,其次对于已发生或将要发生的地质灾害进行快速合理的治理。
这就要求我们熟悉爆破产生地质灾害的机制和原理,只有清楚的了解才能更好的防治。
本文主要介绍可能形成的灾害并浅析其形成机理。
1爆破工程地质灾害的类型爆破地质灾害有很多种类型,很难对所有的灾害形式进行详尽的描述,这种灾害的发生是随机的,造成的破坏是不可预测的。
这里根据形成的原因,简单将这些地质灾害分为五种类型。
1.1 冲炮事故冲炮事故是由于炸药爆炸时产生的高压气体急速膨胀,之后产生巨大的冲力,在冲力的作用下一些碎石冲出爆炸区。
这种灾害一般产生在浅孔爆破或者填塞不好的露天深孔爆破工程中,井下爆破时有碎石飞出井口,犹如炮弹炸裂。
这种事故产生时会伴随着巨大的冲击波,夹杂大量岩石碎片,这些爆破飞石的飞行方向和轨迹是不确定的,威力也十分巨大。
一旦发生这种事故将会严重危害周围建构筑物和设施设备,有时也会造成人员、牲畜的伤亡。
1.2爆破震动这种地质灾害是由于需要被保护的建构筑物离爆源太近,最大单响药量过大引起建构筑物墙体破裂、坍塌等;或者爆破设计不合理,爆破后座力太大导致后方岩体失稳、滑坡。
爆破冲击波的控制与防护爆破冲击波是指在爆破过程中产生的冲击波,其能量巨大,对周围环境和设备造成严重破坏。
因此,对爆破冲击波进行有效的控制与防护显得非常重要。
本文将从技术手段、设备防护和人员安全等方面进行探讨,以达到控制和防护爆破冲击波的目的。
一、技术手段控制爆破冲击波:1. 爆破参数优化:通过合理调整爆破参数,如药量、起爆方式等,可以降低爆破冲击波的能量和波动范围。
合理设置药量,避免过大的能量释放,减少冲击波对周围环境的伤害。
2. 缓冲区设置:在爆破点周围设置缓冲区,采用土石方等材料进行填筑,可以有效吸收和分散爆破冲击波的能量,减小波动范围。
3. 应用减震技术:在爆破设备和建筑物结构中采用减震技术,如减震支座、减震隔离层等,可以降低冲击波对设备和建筑结构的影响。
4. 控制起爆时间和序列:通过合理控制爆破起爆时间和爆炸序列,可以减小冲击波的能量和波动范围。
采用分段起爆和破碎控制技术,可以使爆破过程更加稳定和安全。
二、设备防护:1. 装置增添吸震装置:对于振动敏感的设备,如精密仪器等,可以在设备周围增添吸震装置,以吸收冲击波的能量,减少对设备的损害。
2. 加固设备结构:对于一些薄弱的设备结构,可以采取加固措施,以增强其抗冲击波的能力。
如通过增加材料厚度、加固焊缝等方式,提升设备结构的强度和稳定性。
3. 防护罩和屏障:对于一些无法进行加固的设备,可以使用防护罩或建立屏障,将设备与爆破源隔离开来,以减小冲击波的影响范围。
4. 爆破监测与报警系统:在设备关键部位设置监测传感器,实时监测爆破冲击波的能量和波动情况,并配备报警系统,一旦达到安全阈值,及时发出警报并采取相应措施。
三、人员安全:1. 安全培训和规范操作:针对从事爆破作业的人员,进行相关的安全培训,使其掌握安全操作的技能和知识,并严格按照操作规程进行作业,确保人员安全。
2. 隔离区域设立:在爆破作业现场设立隔离区域,禁止无关人员进入,并设置明显的警示标志,提醒人们注意安全。
2023年爆破冲击波的控制与防护引言:在工业化和城市化进程中,爆破作为快速破坏和清理建筑物或者岩石的一种常用方法,广泛应用于煤矿、建筑施工、挖掘和军事等领域。
然而,爆破所产生的冲击波会对人类、建筑物和环境造成严重的危害。
因此,控制和防护爆破冲击波成为了重要的技术和研究领域。
本文将重点讨论2023年爆破冲击波的控制和防护技术,旨在保护人类、建筑物和环境的安全。
一、爆破冲击波的基本原理爆破冲击波是爆炸产生的大气压力波,它以爆炸点为中心向四周传播。
其产生的冲击波有两个主要的因素影响:一是爆炸能量的大小,二是爆炸位置和爆炸物与周围环境之间的距离。
爆破冲击波的控制与防护需要从以下几个方面考虑:1. 爆破设计和管理爆破设计和管理是控制和减小爆破冲击波的关键。
在2023年,爆破设计和管理将更加注重减少冲击波对周围环境的影响和对人体健康的危害。
首先,需要合理确定爆破点的位置和与周围环境的距离。
其次,应该采取合适的爆破方法和参数,以减小冲击波的能量和影响范围。
最后,对爆破进行严格的监督和管理,确保符合国家和地方的安全标准。
2. 建筑物的结构设计和加固对于爆破施工现场附近的建筑物,需要进行合理的结构设计和加固,以减小冲击波对建筑物的破坏。
建筑物的结构设计应该考虑冲击波的传播路径和影响范围,采取合适的结构形式和材料,并增加合适的抗震设施。
此外,还可以通过调整建筑物的布局和位置,减小冲击波对建筑物的影响。
3. 爆破冲击波的传播特性研究在2023年,对爆破冲击波的传播特性的研究将更加深入。
通过实验和数值模拟,可以探究爆破冲击波在不同环境中的传播规律和特点。
这对爆破冲击波的控制和防护具有重要的指导意义。
研究人员可以根据所得到的数据和模拟结果,制定更加科学和有效的控制和防护策略。
4. 爆破冲击波的监测和预警系统爆破冲击波的监测和预警系统是爆破冲击波控制和防护的重要手段。
2023年,预计会有更加先进和精确的监测和预警系统问世。
城市项目建设爆破地震波的作用机理及预防控制摘要:城市项目建设中,爆破施工技术对岩石的破碎具有一定优势,而爆破振动限制了爆破施工技术的使用。
本文主要从爆破振动的产生机理和传播方式介绍了爆破地震波,总结了对城市建设项目的影响,从降低爆破振动方法和爆破振动监测技术对爆破施工技术在城市项目建设提出了相应的建议。
关键词:爆破振动;爆破地震波;爆破振动检测随着经济的快速发展,我国城市规模逐渐扩大,各个城市均有大量的新建项目,爆破施工已成为基础建设的重要施工手段之一。
炸药爆炸时产生的巨大能量少部分在岩石的破碎中消耗,而大部分的爆炸能量则以爆破危害的形式向周围环境消散,包括:爆破振动、爆破粉尘、爆破飞散物、爆破冲击波以及爆破噪声五大危害,其中,又以爆破振动为五大危害之首。
爆破振动产生的爆破地震波主要造成爆破周边处在临界稳定状态的岩体局部失稳、邻近的建筑物及设施设备破坏甚至对一定范围内人员产生不同程度的伤害等危害。
近年来,爆破振动尤其受到了城市居民和城市执法部门的关注,国家也对爆破振动控制提出了极高的要求。
因爆破振动而产生的民事纠纷和城市建构筑物的损坏事件层出不穷,甚至有的单位宁可使用机械破碎也不愿使用传统的爆破施工,严重影响了项目建设的流畅性。
1 爆破振动的产生机理及传播方式爆破振动其本质是炸药爆炸后在固体介质弹性变形区内引起固体质点偏离原位,并沿其平衡位置进行往复运动的一种振动,是能量以波的形式向周围岩土的消散的过程。
当集中药包埋置在靠近地表的岩石中时,炸药爆炸后会对地表的岩石产生破坏,巨大的能量对周边的空气和爆生气体进行压缩产生初期的冲击波,在爆破中区冲击波逐渐转化为应力波,其传播速度逐渐接近于声波速度,在远区则衰减为近似于弹性的地震波,引起爆破振动。
爆破地震波根据波形特点可分为塑性波和弹性波,而弹性波有可分为瑞利波、勒夫波、纵波和横波。
其中纵波又称P波,呈纵向运动,经过处质点的运动方向与波的前进方向一致,使介质压缩和膨胀,所以又称压缩波。
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。
在传
播过程中,波的有关参数和时频特征常与爆源条件、传播介质的物理性质、结构特征及地形地貌等因素密切相关。
对爆破地震而言,爆破地震波参数——幅值、频谱和持续时间能较全面地反映地震波的特性,但其影响因素复杂。
概括来说爆破地震波特性主要受爆源和地质地形因素的影响。
主要影响因素为:1)装药量和爆心距的影响,震动强度随着装药量的增加而增大,随着爆心距的增加而减小;2)爆破作用指数的影响,爆破震动随着爆破作用指数的增大而减小;3)爆区地质条件的影响,顺岩石层理总比逆岩石层理震动大,不同岩石的震动强度也不一样;4)裝药结构的影响,采用不耦合装药能降低振动的速度;采用空气间隔装药时,振动能减少10%-30%;5)爆破微差间隔的影响,微差时间间隔t>9s时,振动强度和微差时间无关,大孔距较小孔距的振动速度小。
以上研究成果表明,影响地震波传播的主要因素在不同的条件下各有不同。
在理论研究的基础上,建立合理的数学模型,对爆破地震波的传播过程进行数值模拟计算,然后通过实验数据验证理论计算模型及计算结果,这对工程应用有着重要的指导意义。
2.3 爆破地震波信号分析
通过国内外大量实测结果分析,大致可总结得出以下形式的经验公式:
A=KQmRn
式中
A ——反映爆破振动强度的物理量(振动加速度或速度);
Q ——炸药量,kg;
R ——测点到爆源中心距离,m;
K、m、n ——反映不同爆破方式、地质、场地条件的系数和指数。
爆破地震波是一种短时非平稳随机波形,其复杂性是无法用单一谐波描述的。
爆破震动波形可以直观的分析出爆破震动强度的物理量,但像频率的高低,分布情况,能量的大小等物理量从波形图中很难得到。
只有经过频谱分析才能获得振动各参量中的各频率成分和分布范围,得到主振幅的频率值。
目前进行频谱分析的主要方法有FFT法、小波分析法、HHT分析方法。
3 爆破地震波的防护
3.1 爆破震动安全判据
早期的安全判据制定一般都根据单一强度参数来制定,我国1986年颁布的《爆破安全规程》就是以地面质点振动速度作为安全判据的。
但随着爆破技术的深入研究,美国、德国、瑞典等一些国家已经考虑了振动速度和对应频率的综合影响。
文献[3]就此问题阐述了同时采用质点振速和频率两个指标作为爆破震动安全判据的必要性、可行性,并介绍了爆破震动频率的计算公式。
文献[4]提出应用频响效应原理和药量等级系数评判振动安全。
实践证明:被保护的结构物的破坏是与结构响应有关的多种因素综合作用的结果,它除了与爆破地震引起的质点振动速度、加速度、位移、频率以及持续时间有关外,与结构物本身对于爆破地震波的动力响应特性也有着很大的关系。
总体来说,爆破地震效应安全判据正在由独立阈值理论向多因素综合判据发展。
3.2 爆破地震波的防护与利用
为了降低爆破地震效应,国内外进行了长期的探讨和研究。
较为普遍的观点认为,降震的目的是解决炸药爆炸能量最大限度利用与爆破地震效应的矛盾。
文献[5]提出从能量源、能量传播介质和能量传播过程三方面,来考虑减少炸药剩余爆炸能量的有害效应。
文献[6]从微差爆破实现爆破震动灾害主动控制入手,研究并得到了微差爆破的较优微差延期时间。
周国祥[7]等人介绍了缩量减震法、截波减震法、爆源分散减震法及不耦合装药减震法。
此外,还有大量关于预裂缝、减震沟等措施的文献。
总结起来,对爆破地震的防护主要从两方面着手:一是在传播途径中加以控制,开挖预裂缝或减震沟;二是控制爆破参数及爆破方式等,主要都是在控制爆破地震波的振幅、频率、持续时间以及传播等方面来下工夫。
前已述及,对于在工程爆破而言,人们一般只认识到爆破地震波的危害,从而在防护方面研究较多。
而在军事领域,由于近年来军用高能炸药发展缓慢,提高武器爆炸威力的两个手段:增加装药量和提高炸药比威力都受到了制约。
因此,人们开始着力于对炸药爆炸能量破坏规律进行研究,通过分析爆破地震波的振动传播规律,了解和控制地震破坏特性,使之应用于对军事目标的破坏。
4 结束语
随着爆炸频谱特性控制技术的问世,长期以来立足于爆炸振动“幅值域”研究的人们,目光已经转向“频率域”的研究。
不断深入地研究爆破地震波,实现对爆破地震效应的频谱特性控制,一方面可以使得爆破地震波发挥最大毁伤效能,另一方面又可指导我们加强对重点设施的防护。
参考文献
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