爆破地震波主频率的试验研究

隧道爆破近区爆破振动测试研究隧道爆破是工程建设中常见的一种施工方法，但在爆破过程中产生的振动会对周围环境和建筑物产生一定的影响。

因此，对隧道爆破近区爆破振动进行测试研究具有重要意义。

本文将综述过去的研究成果，分析其不足，并探讨当前的研究现状和存在的问题，同时详细介绍选用的实验方法、测试技术，并分析实验结果。

过去的研究主要集中在隧道爆破近区爆破振动的测量和预测方面。

这些研究采用不同的测试方法和技术，如地震加速度计、应变片、光纤传感器等，对隧道爆破产生的振动速度、加速度和位移进行了测量和建模。

同时，研究者们还对影响爆破振动的因素如炸药量、爆心距、地质条件等进行了分析。

尽管这些研究取得了一定的成果，但仍存在以下问题：测试方法不统一，导致不同研究结果之间难以比较；缺乏对隧道爆破近区爆破振动规律的深入研究；尚未建立完善的预测模型，无法准确预测爆破振动对周围环境的影响。

为了解决上述问题，本文选用地震加速度计对隧道爆破近区爆破振动进行测试，并采用无线传输技术将测试数据实时传输至数据采集器。

实验中，我们在隧道的不同位置布置了多个加速度计，以全面监测隧道爆破过程中的振动情况。

测试中，我们记录了爆破过程中的地震加速度、速度和位移等数据，并采用数值模拟方法对测试结果进行分析。

通过对实验数据的分析和处理，我们发现隧道爆破近区爆破振动具有以下规律：隧道地质条件对爆破振动具有一定影响，软弱地质条件会导致振动加剧；隧道形状、尺寸等结构因素对爆破振动产生影响。

在实验过程中，我们还发现一些过去研究中未提及的现象，如隧道爆破近区存在瞬态波和稳态波两种传播方式，且瞬态波的传播距离较远，对周围环境的影响更大。

这一发现为我们进一步研究隧道爆破近区爆破振动提供了新的思路。

本文通过对隧道爆破近区爆破振动测试的研究，发现隧道爆破产生的振动以纵波为主，横波较小，且随着爆心距的增加，爆破振动逐渐减小。

我们还发现隧道地质条件和结构因素对爆破振动产生一定影响。

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。

爆破地震波传播过程的振动频率衰减规律研究摘要：爆破振动频率的研究是爆破振动危害控制技术发展的重要基础。

基于引入介质阻尼项建立的黏性岩体爆破振动频谱表达式，数值模拟分析球状药包、柱状药包爆破振动主频和平均频率的衰减机制和规律。

结果表明：无论是球状药包还是柱状药包，由于爆破地震波频谱曲线的多峰结构和高低频衰减速度的差异，其爆破振动主频随爆心距的增大并非严格的衰减，在衰减过程中出现局部突变或者波动，而爆破振动平均频率则随爆心距规则地衰减。

关键词：数值模拟；爆破振动；振动主频；平均频率；频谱曲线；衰减规律一、爆破振动主频的衰减1.球状药包基于弹性介质中球形空腔激发的弹性波理论解，引入介质阻尼项，获得了黏性岩体中爆破振动速度谱表达式Fn（ω）其中，式中：λ，μ为拉梅系数；CP为纵波速度；Qr为岩石的地质品质因子；re为弹性空腔半径；Sσ（jω）为弹性空腔内的荷载谱；ω为角频率；r为爆心距。

在弹性空腔作用三角形爆破荷载，其爆破荷载谱为式中：σmax为爆破荷载的峰值；τ为荷载作用持续时间；ae=τ1/τ；be=τ2/τ；τ1，τ2分别为荷载上升时间及荷载从峰值下降为零的时间。

本节利用振动速度谱Fn（ω）通过数值计算分析球状药包主频fd随爆心距r的衰减规律。

采用的计算参数为：σmax=50MPa，Cp=5000m/s，ρ=2700kg/m3，re=2.0m，ae=0.25，be=0.75，τ=10ms，泊松比ν=0.25。

岩体在考虑阻尼条件（Qr=12）下得到黏性岩体的fd随爆心距r的变化曲线如图1所示。

图1球状药包fd-r曲线结合式（1）可知，黏性岩体（Qr=12）有高频滤波特性，fd不仅随r的增大而衰减，且在r=72m处发生了突变。

为揭示球状药包爆破振动主频的突变机制，本节对不同爆心距爆破振动频谱曲线分布及其演化规律分析，随r增大，高频衰减快，低频衰减慢，频谱曲线由以主频为对称轴的三峰结构变成主频位于低频带的单峰结构。

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。

文章编号:　1001-487X(2000)增刊-0006-06爆破地震波传播特性研究张永哲(中国水利水电科学研究院　北京市　100044)摘要:本文根据李家峡工程爆破震动实测数据,研究了在该条件下爆破地震波地表峰值强度的衰减规律,得出质点和速度及其频率与药量和距离间的关系式;分析了断层对爆破地震波幅值和频率等的影响;还研究了爆破地震波在岩体内部传播的规律与特征,并与地表波进行比较。

关键词:爆破地震波;传播规律;加速度;频率;幅值中图分类号:TD 23511+4 文献标识码:AStudy on Pr opa g a tion Character ist ics of Explosive Seixm ic WaveZHAN G Y ong 2zhe(China Conservancy and Hydropower Academy ,Beijing 100044)Abstract :　On t he basis of t he measured dat a of explosive vibration in t he Lijiaxia engi 2neering blasting ,the attenuation law of surfacial peak values of the explosive sei smic wave is invest igated ,t he relat ionship bet ween part icle accelerat ion or it s frequence and dose or it s di st ance is obtained ,t he infuence of fanlt on amplit ude and frequency of explo 2sive seismic wave is analyzed.Moreover ,t he propagation law and characteristics of explo 2sive sei smic wave in rocks are studied and c ompared wit h t hose on surface.K ey w or ds :　explosive seismic wave ;　propagation law ;　acceleration ;　frequency ;　at tenuation为了研究爆破对层状岩质高边坡稳定的动力影响并进行动力稳定分析,在李家峡工地结合爆破施工进行了爆破振动传递函数、地震波传播规律与岩体中动荷载分布特性研究。

第23卷　第2期2006年6月爆　破 BLAST I NG Vol.23　No.2 Jun.2006 文章编号:1001-487X(2006)02-0014-06频率对爆破地震作用下结构的动力响应的影响研究曹孝君,张继春,吕和林(西南交通大学土木工程学院,四川成都610031)摘　要:　基于结构动力学理论分析了结构在爆破地震作用下的动力响应,发现结构位移响应函数包含结构自振频率和爆破地震谐波频率因子。

在此基础上提出了“频比系数”和“结构振动敏感谐波”2个概念。

理论分析表明,爆破地震频率和结构自振频率对结构振动响应的影响可以综合为频比系数对结构振动响应的影响,并且这种影响是通过由于频比系数值的改变引起振幅放大系数值的变化而实现的;在所有的爆破谐波当中,结构振动敏感谐波引起的结构振动响应最大,且结构振动响应的主频与其振动敏感谐波的频率相同;在实际工程中,不仅要求显著频率段和主频要远离结构固有频率,而且还应尽可能使显著频率段的谐波频率和主频高于结构固有频率。

最后,提出了将频比系数纳入爆破振动安全评估指标的构想。

关键词:　爆破地震;　频率;　结构振动;　频比系数;　结构振动敏感谐波中图分类号:　T D235.1 文献标识码:　AEffect of Frequency on the Dynam i c Response ofStructure Resulti n g fro m Bl asti n g Seis mCAO X iao2jun,ZHAN G J i2chun,LU He2lin(School of Civil Engineering,Southwest J iaot ong University,Chengdu610031,China)Abstract:　Based on dyna m ics of structure,the dyna m ic res ponse of structure resulting fr om blasting seis m is an2 alyzed.It is f ound that dis p lace ment functi on of structure includes funda mental frequency of structure and frequency of blasting seis m.T wo ne w concep ti ons which are the coefficient of frequency rati o and the sensitive si m p le2har monic wave of vibrati on of structure are p r oposed.The analyses results show that:1)the effects of funda mental frequency of structure and frequency of blast seis m on the dyna m ic res ponse of structure can be regarded as the effects of the coef2 ficient of frequency rati o on the dyna m ic res ponse of structure and it is actualized thr ough the change of the magnifi2 cati on coefficient of a mp litude resulting fr om the change of the coefficient of frequency rati o;2)the dynam ic res ponse of structure resulting fr om sensitive si m p le2har monic wave of vibrati on of structure is greatest and the main frequency of res ponse of structure is the frequency of sensitive si m p le2har monic wave of vibrati on of structure;3)the p r om inent frequency and the main frequency should als o be higher than the funda mental frequency of structure in engineering.Finally,it is advised that the coefficient of frequency rati o become an evaluating index of safety criteri on for blasting vibrati on.Key words:　blasting seis m;frequency;dynam ic res ponse of structure;coefficient of frequency rati o;sensitive si m p le2har monic wave of vibrati on of structure收稿日期:2006-03-31.作者简介:曹孝君(1974-),男;成都:西南交通大学土木工程学院博士生.1　引　言爆破地震波对建筑物的影响一直是人们所关注的问题,为解决这一问题,长期以来,国内外许多学者通过加强对各种爆破条件下的爆破地震波的特性分析和建筑物破坏现象、破坏特征的宏观调查以及爆破地震波的特征参数、结构动力响应参数和结构动力特性参数的测试工作,以调查资料和爆破振动测试数据为依据,在爆破地震波的特性、传播规律及爆破地震波与建筑物动力响应的关系等方面进行了大量的研究工作,并且也取得了一定的成果。