减震沟对爆炸塔内空爆振动减震效果试验研究.pdf

第35卷 第3期 2018年9月 爆 破 BLASTING Vol. 35 No. 3 Sep. 2018 doi10. 3963／ j. issn. 1001 -487X. 2018. 03. 021 减震沟对爆炸塔内空爆振动减震效果试验研究* 贺高威 1，2， 蒲传金1，2， 肖定军1，2， 冯阳阳1，2， 徐金贵1，2， 姜 锐 3 （1.西南科技大学环境与资源学院， 绵阳621010；2.非煤矿山安全技术四川省高等学校重点实验室， 绵阳621010； 3.广元市安全生产监督管理局， 广元628000） 摘 要 为研究减震沟对爆炸塔内炸药空爆振动的减震效果， 设计不同药量和药包悬置高度的3组、7次 爆炸振动试验。结果表明 无减震沟时， 地表振动速度表现为垂向＞径向＞切向， 地表振动频率符合振动在 岩土介质的传播规律； 减震沟对水平方向的减震效果约为垂直方向的2倍； 在减震沟附近存在振动分区和垂 向振动滞后现象， 在振速增大的区域内存在有减震沟时振速大于无减震沟时， 振动频率随距离的增加先增大 后减小。减震沟的减震效果受药量影响大于药包悬置高度的影响（药量越大减震效果越明显）； 对振速进行 回归拟合时， 有减震沟时地表振动衰减系数K和衰减指数α约为无减震沟时的1／10和1／2， 减震沟外侧拟 合优度约为0. 65， 表明萨道夫斯基公式回归拟合仅适用无减震沟侧， 不适合有减震沟侧。 关键词 爆炸塔；减震沟；减震效果；振动速度 中图分类号 TD235. 3 文献标识码 A 文章编号 1001 -487X（2018）03 -0125 -10 Experimental Study on Damping Effect of Damping Ditch about Air Bust in Explosion Tower HE Gao-wei1， 2， PU Chuan-jin1， 2， XIAO Ding-jun1， 2， FENG Yang-yang1， 2， XU Jin-gui1， 2， JIANG Rui3 （1. School of Environment and Resource，Southwest University of Science and Technology， Mianyang 621010，China；2. Non-Coal Mine Safety Technology Key Laboratory of Sichuan Province Colleges and Universities，Mianyang 621010，China； 3. Guangyuan Administration of Work Safety，Guangyuan 628000，China） Abstract To study the damping effect of the shock hole in the explosion of the explosive pylon，by three types and seven times，the explosive vibration tests were designed with different charges and height of the explosive . The results show that the sequence of surface vibration is vertical，radial，tangential without damping ditch，and the propa- gation of ground vibration frequency is same to the rock and soil mass. The damping effect through ditch with horizon- tal direction is about 2 times of vertical direction. The vibration zones and vertical vibration hysteresis exist in the damping ditch，and the vibration velocity is bigger than the case without damping ditch in the velocity increasing are- a，meanwhile the frequency of vibration decreases with the distance；the damping effect from shock absorption is big- ger than from the suspension height，namely，the larger the dosage，the more obvious the effect. The Sodev′s ula fits the case without damping ditch only. Key words explosion tower；damping ditch；damping effect；vibration velocity 收稿日期2018 -04 -27 作者简介贺高威（1990 -） ， 男， 硕士研究生， 主要从事工程爆破和 矿山安全研究， （E-mail）1670287529＠ qq. com。 通讯作者蒲传金（1979 -） ， 男， 副教授， 主要从事工程爆破及矿山安全 等方面的教学与科研工作， （E-mail）puchuanjin＠。 基金项目四川省教育厅青年基金项目（项目编号10zd1011） ； 西南 科技大学研究生创新基金项目（18ycx049） 爆炸塔作为一种重要的爆炸实验场所， 应用非 常广泛。由于测试及科研要求， 爆炸塔通常需要邻 近建造测试与办公用房， 为降低爆炸塔内爆炸振动 对邻近建（构）筑物、 人员和仪器设备等的影响， 通 万方数据 常需要在塔体周围建造减震沟。 多年来， 减震沟的减震作用人们已经做了大量 研究， 张云鹏[ 1]、 郭学彬和陆文等分别运用数值模 拟和实验研究提出了减震沟分区效应[ 2，3]， 分析了 减震沟的减震机理； 娄建武发现了在减震沟附近振 动频率的传播规律[ 4]； 胡八一通过隔振沟对爆炸塔 周边地表振动的影响分析认为， 认为仅当减震沟深 度达到1. 5 ～2. 0倍瑞利波波长时才会产生明显的 隔振效果[ 5]； 郑水明通过落锤下落实验， 认为减震 沟的减震作用与减震沟的长度和深度成正比， 减震 沟的减震效果可达60％ ～ 80％， 但随着距离的增 加， 减震效果逐渐减弱[ 6]； 丁凯采用小波包能量谱 分析法认为减震沟对高频信号具有降频作用， 对低 频的信号具有升频作用[ 7]。 综上所述， 已有文献对于爆炸塔减震沟近区爆 炸振动传播规律研究非常少， 很多研究并未给出减 震沟附近振动的具体或相对影响范围。因此， 基于 2. 5 kg TNT爆炸当量爆炸塔， 开展不同悬置高度和 药量（ 药量大于1. 0 kg乳化炸药） 实验， 分析减震沟 的减震作用， 对于提高爆炸塔的爆炸实验效率、 仪器 的合理安置范围和确保邻近建（构）筑物、 人员等的 安全等具有重要意义。 1 爆炸塔炸药空爆振动减震实验设计 1. 1 爆炸塔概况 西南科技大学特种实验楼于2015年9月竣工 投入使用， 该实验楼新建2. 5 kg TNT爆炸当量的爆 炸塔， 如图1所示。爆炸塔为半球形穹顶结构， 由钢 纤维混凝土整体浇筑而成， 塔体墙壁厚度为0. 6 m； 塔外部为测试室、 液压控制室和实验准备室。塔体 内部直径和内部空间高度分别为8. 0 m和8. 2 m。 塔体内壁和底部嵌5 mm厚度钢板和内衬50 mm厚 度的木板。 为降低爆炸振动对附属测试间和邻近建筑物的 影响，除防爆门口外，在塔体外侧建有深度为 2. 0 m、 宽度为0. 8 m的减震沟。 图1 爆炸塔外观图 Fig. 1 Appearance of the explosion tower 1. 2 悬置药包爆炸减震效果实验设计 以炸药量和炸药与地面距离（悬置高度H）为 变量， 设计3组实验如下 第一组实验（ 编号为Ⅰ） 完成3次实验， 实验编号 分别为Ⅰ 1、 Ⅰ 2和Ⅰ3， 每次实验炸药量都为1.0 kg， 药包悬 置高度H分别为0.4 m、0.8 m和1.2 m。 第二组实验（ 编号为Ⅱ） 完成3次实验， 实验编 号分别为Ⅱ 1、 Ⅱ2和Ⅱ3， 每次实验炸药量都为1.5 kg， 药 包悬置高度H分别为0.4 m、0.8 m和1.2 m。 第三组实验（编号为Ⅲ） 完成1次实验， 实验 编号为Ⅲ1， 实验炸药量为2. 5 kg， 药包悬置高度H 为0. 4 m。 实验药包为球状， 炸药为乳化炸药，8号瞬发电 雷管起爆， 药包悬置于爆炸塔中心， 如图2所示。 图2 测点布置 Fig. 2 Layout of measurement points 以爆源为中心， 在有减震沟和无减震沟方向等距 离各布置4个测点， 同时在爆炸塔内墙脚靠近减震沟 位置（ 测点5） 及减震沟底部（ 测点10） 各布置1个测 点， 如图2所示。各测点与爆源的水平距离见表1。 2 爆炸振动测试结果与分析 2. 1 爆炸振动测试结果 爆炸振动测试结果见表1， 典型振动波形图如 图3、 图4。 2. 2 药包空爆振动随距离衰减规律分析 2. 2. 1 无减震沟时药包空爆振动随距离衰减规律 分析 （1）药包悬置高度一定时， 爆炸振动速度随水 平距离衰减规律分析。 由图5可知 无减震沟， 当药包悬置高度一定时， 爆炸地表振动速度随水平距离的增大而减小， 总体表 现为垂向＞径向＞切向， 但在近爆源区域内（ 水平距 离约为5. 5 ～7. 0 m）切向振速大于径向振速。在近 爆源区域内， 振速随水平距离曲线趋势（ 曲率） 衰减较 快， 水平距离大于13 m以后衰减变缓。 （2） 装药量一定时， 不同悬置高度药包爆炸振 动速度随水平距离衰减规律分析。 621爆 破 2018年9月 万方数据 表1 爆炸振动速度测试结果 Table 1 Test results of explosion vibration velocity 试验 编号 测点 编号 水平 距离／ m 径向／ （cms -1） 频率／ Hz 切向／ （cms -1） 频率／ Hz 垂向／ （cms -1） 频率／ Hz 116. 50. 118220. 026220. 12922 212. 50. 133350. 087250. 16322 37. 50. 204370. 093550. 54732 45. 50. 5245710. 48610001. 172667 Ⅰ1 54. 016. 225 1514. 4551333. 732 13 65. 50. 186220. 086220. 34922 77. 50. 235220. 067220. 19722 812. 50. 042360. 023360. 22136 916. 50. 036350. 018360. 09934 105. 00. 715350. 371360. 60636 116. 50. 099220. 015220. 11022 212. 50. 124350. 066250. 13522 37. 50. 265390. 161490. 42722 45. 50. 4265710. 53110000. 794667 Ⅰ265. 50. 176220. 085250. 25922 77. 50. 218220. 083250. 21422 812. 50. 043360. 022360. 21536 916. 50. 039350. 016360. 08227 105. 00. 821350. 526360. 79336 116. 50. 086220. 012220. 09322 212. 50. 133350. 066250. 13322 37. 50. 187400. 104290. 48235 45. 50. 4298000. 62313331. 819667 Ⅰ365. 50. 180220. 079250. 31822 77. 50. 223220. 072250. 21622 812. 50. 043360. 020360. 19722 916. 50. 036350. 017360. 07234 105. 00. 899350. 459360. 88836 116. 50. 189220. 036220. 20422 212. 50. 206220. 101250. 24222 37. 50. 464220. 574260. 77422 45. 50. 7256671. 12210001. 4431000 Ⅱ165. 50. 326220. 126220. 47922 77. 50. 374220. 093220. 29222 812. 50. 065360. 028360. 34536 916. 50. 059350. 023360. 13734 105. 00. 967350. 534360. 94136 116. 50. 159220. 023220. 19722 212. 50. 191340. 093250. 24522 37. 50. 279390. 098350. 51522 45. 50. 9026671. 19013331. 370667 Ⅱ265. 50. 328220. 113250. 47622 77. 50. 366220. 113250. 29422 812. 50. 066360. 031360. 35036 916. 50. 059350. 019360. 12134 105. 01. 177350. 827261. 00036 116. 50. 149220. 018220. 18022 212. 50. 225220. 105260. 21622 37. 50. 261220. 121280. 72322 45. 50. 6323330. 85310002. 249800 Ⅱ365. 50. 390220. 113220. 56422 77. 50. 436220. 123220. 32622 812. 50. 066360. 030360. 34636 916. 50. 055350. 022360. 12434 105. 01. 119350. 686361. 07036 116. 50. 341220. 052220. 37622 212. 50. 394220. 192260. 45422 37. 50. 490220. 490291. 25928 45. 52. 2076672. 2991000-- Ⅲ165. 50. 566220. 324220. 80922 77. 50. 678220. 146220. 61722 812. 50. 112360. 058360. 64236 916. 50. 095350. 042360. 21834 105. 01. 520350. 747361. 38036 721第35卷 第3期 贺高威， 蒲传金， 肖定军， 等 减震沟对爆炸塔内空爆振动减震效果试验研究 万方数据 图3 测点1 Ⅰ1实验地表振动波形图 Fig. 3 Point 1 Ⅰ1Surface vibration wave diagram 图4 测点6 Ⅰ1实验地表振动波形图 Fig. 4 Point 6 Ⅰ1Surface vibration wave diagram 图5 药包悬置高度一定时爆炸振速与水平距离关系曲线 Fig. 5 Relation between explosion vibration velocity and horizontal distance when the height of explosive charge is fixed 由图6可知 无减震沟， 药量一定时， 地表振速 随水平距离的增加而减小， 随药包悬置高度增加先 减小后增大趋势， 但变化不明显， 药包悬置高度对地 表振动的影响主要表现在近爆源区域内（水平距离 小于10 m） 。通过对图6分析， 在爆炸塔内进行裸 露悬置爆炸实验时， 药包悬置高度应该设置在一定 范围内， 建议药包悬置高度为0. 6 ～ 1. 0 m， 这样在 进行相对较大药量实验时， 可以起到减小地表振动 的作用。 2. 2. 2 有减震沟时爆炸塔内药包空爆振动衰减规 律分析 （1）药包悬置高度一定时， 爆炸振动速度随水 平距离衰减规律分析。 由图7可知 有减震沟， 当药包悬置高度一定 时， 地表振动传播规律在减震沟远离爆源一侧附近 与无减震沟时存在明显差别。在减震沟近区出现振 动分区现象， 具体表现为以下特点 1） 振动随水平距离关系曲线明显存在差别， 并 不是严格的呈递减趋势， 在一定区域内径向和垂向 上明显出现振速随水平距离的增加而增大现象， 但 这种现象在切向表现不明显。 2） 有减震沟时， 振速在减震沟近区存在增大现 象（ 分区现象） ， 垂直方向明显滞后于水平方向。如 水平距离为（5. 5 ～7. 5）m时， 径向振速增加垂向振 821爆 破 2018年9月 万方数据 速减小（Ⅰ） ； 水平距离约为（7. 5 ～9. 0）m／时， 径向 和垂向振速出现交叉（Ⅱ） ； 水平距离约为（9. 0 ～ 13. 0）m时， 垂向振速增加， 径向振速减小（Ⅲ） ； 水 平距离约为大于13. 0 m时， 三向振速均减小（Ⅳ） ， 分区现象如图8。 3） 在距离减震沟约2. 0 m处， 径向振速最大， 超过垂向， 为主振方向， 且超过最大值点后径向振动 衰减趋势明显大于垂向。 4） 在减震沟近区由于分区作用的影响， 垂向衰 减趋势小于径向衰减趋势， 且衰减也明显滞后于水 平方向。 （2） 装药量一定时， 不同悬置高度药包爆炸振 动速度随水平距离衰减规律分析。 有减震沟时药包空爆振动速度与爆心距关系曲 线如图8所示。 图6 药量一定时不同悬置高度药包爆炸振动速度与水平距离关系曲线 Fig. 6 The relation curve between explosion vibration velocity and horizontal distance of explosive charge with different suspending height 图7 药包悬置高度一定时爆炸振动速度与水平距离关系曲线 Fig. 7 Relation between explosion vibration velocity and horizontal distance when the height of explosive charge is fixed 921第35卷 第3期 贺高威， 蒲传金， 肖定军， 等 减震沟对爆炸塔内空爆振动减震效果试验研究 万方数据 图8 减震沟远离爆源一侧分区和滞后区域 Fig. 8 The shock absorbing ditch is separated from the explosive source side，the partition and the lag area 由图9可知 有减震沟， 装药量一定时， 随药包 悬置高度的增加， 同一侧点地表振动增减趋势与有 减震沟时基本一致， 但随距离爆源水平距离（距离 减震沟距离）增加， 三向振动趋势均不表现为严格 意义上的递减， 由径向和切向振速随水平距离曲线 图可以看出， 在距离减震沟1. 5 m左右水平振速呈 现增加趋势， 垂向振速呈现减小趋势， 当距离减震沟 距离3. 5 ～6. 5 m左右时， 振动增减趋势与距离减震 沟1. 5 m左右时完全相反， 表现为与2. 2. 2（1）中分 区和滞后作用相一致。综合2. 2. 2分析可以认为， 塔内悬置爆炸地表振动在减震沟远离爆源一侧的分 区和滞后效应， 可能与面波的传播方式有关， 由于减 震沟是人为的断层， 面波在经过减震沟传播过程中， 会出现绕射现象， 从而改变了面波的传播途径。 图9 装药量一定时不同悬置高度爆振动速度与水平距离关系曲线 Fig. 9 The relation between explosion vibration velocity and horizontal distance of different mounting height when charge quantity is constant 2. 2. 3 爆炸振动频率衰减规律分析 由表1可知 无减震沟时， 地表振动频率随着爆 心距的增加而减小， 爆源近区高频的衰减速度大于 远区低频的衰减速度， 这符合岩土介质中高频衰减 速度大于低频衰减作用的规律[ 8，9]。有减震沟时在 减震沟附近振动频率随着距离的增加主频呈上升趋 势， 到一定距离后， 主振频率开始下降， 高频爆破地 震波分量在近减震沟距离内与折算距离呈现一定的 负相关性， 与文献[3] 相符。 2. 3 减震沟对爆炸塔内药包空爆振动影响分析 2. 3. 1 有无减震沟时药包空爆振动随距离衰减规 律比较分析 有无减震沟时爆炸振动与爆心距关系曲线如图 10所示。 根据图10测点1、2、3、4的振动速度与测点6、 7、8、9的振动速度对比可知 减震沟虽然对悬置爆 炸振动具有减震效果， 但在减震沟近区振速并不是 绝对意义上的减小， 甚至有些位置的振速比无减震 沟时还要大。通过有无减震沟振动对比分析可知， 在距离减震沟边缘1. 5 ～4. 0 m左右时， 有减震沟时 径向振速大于无减震沟时振速， 切向振速也有部分 测点出现类似现象， 垂向振速在距离减震沟4. 0 ～ 9. 0 m时也表现出类似现象。通过分析还发现， 出 现有减震沟时振速大于无减震沟时振速区域， 均出 现在减震沟分区效应的振速增大区域内。综合以上 分析可以为实验室测试精密仪器安放位置提供合理 的依据， 同时为工程上通过开挖减震沟来降低振动 时， 减震沟应适当远离被保护物提供参考依据。 031爆 破 2018年9月 万方数据 图10 有无减震沟时爆炸振动与水平距离关系曲线 Fig. 10 The relationship between explosion vibration and horizontal distance when there is no damping ditch 131第35卷 第3期 贺高威， 蒲传金， 肖定军， 等 减震沟对爆炸塔内空爆振动减震效果试验研究 万方数据 2. 3. 2 减震沟对药包空爆振动减震效果分析 有减震沟存在时， 与爆源相同距离测点的爆炸 振动速度减震率计算如式（1） η ＝ V无- V有 V 无 100％（1） 每次实验的平均减震率计算如式（2） η ＝∑ n i ＝1 ηi／ n（2） 式中η为减震沟减震率，％；V无为无减震沟侧 振动振速，cm／ s；V有为有减震沟侧振动振速，cm／ s； η为平均减震率，％；n为爆炸振动测点数。 根据式（1）和式（2） ， 计算每次实验的减震率 （ 测点数量较多， 不给出每个测点的减震率计算值， 减震率与水平距离的关系曲线如图11和图12所 示） 和平均减震率， 平均减震率计算见表2。 图11 第Ⅰ组实验不同药包悬置高度时减震率与水平距离关系曲线 Fig. 11 FirstⅠexperiments of different medicine bags suspended high suspension rate and horizontal distance relationship curve 图12 第Ⅱ组实验不同药包悬置高度时减震率与水平距离关系曲线 Fig. 12 FirstⅡexperiments of different medicine bags suspended high suspension rate and horizontal distance relationship curve 表2 爆炸振速平均减震率η（％） Table 2 The average shock rate of explosion vibration η（％） 序号Ⅰ1Ⅰ2Ⅰ3ⅠⅡ1Ⅱ2Ⅱ3ⅡⅢ1Ⅰ ～ Ⅲ 径向46. 850. 641. 146. 252. 940. 259. 851. 044. 948. 0 切向53. 648. 136. 646. 170. 239. 845. 551. 861. 250. 7 垂向30. 520. 928. 026. 529. 826. 025. 227. 017. 225. 4 根据图11和图12可知 当药量一定时， 随着药 包悬置高度增加， 减震沟对三向振速减震率变化趋 势基本相同； 根据垂向减震率与水平距离关系曲线 可知， 随着药包悬置高度增加， 减震沟近区减震率变 化趋势（ 图像曲率） 为先减小后增大， 且随着悬置高 度的增加， 近区（ 距减震沟6. 5 m内）减震率明显存 在增加现象， 远区（ 距减震沟大于6. 5 m） ， 表明药包 悬置高度对减震沟近区影响较大， 对远区影响较小。 通过图11和图12对比分析可知， 随药量和药包悬 置增加减震沟减震率变化规律性明显减弱， 且药量 对减震沟减震率变化规律影响明显大于药包悬置高 度的影响， 表明减震沟的减震效果受药量影响较大， 受药包悬置高度影响较小（药量影响大于药包悬置 高度的影响） 。 从表2可知 减震沟对水平振动减震作用大于 垂直方向， 三向振速减震率总体上表现为切向＞径 向＞垂向； 水平振速平均减震率达到50％ ～ 72％， 垂向振速平均减震率不足30％，与文献[3-5]和 231爆 破 2018年9月 万方数据 [10] 相符合。从计算过程结果可知 距离减震沟越 近， 减震效果越明显， 与文献[11、12]一致， 如测点4 和6水平方向减震率均超过80％以上， 垂向减震率 达到65％以上。通过计算过程中分析可知 测点1 和9， 距离减震沟较远， 水平径向减震率均大于切向 减震率， 这可能与体波的传播规律有关；Ⅰ组垂向减 震率均不超过30％，Ⅱ组垂向减震率均大于30％小 于43％， 即距离减震沟较远时， 随着药量增加减震 沟的减震率增加。 2. 3. 3 减震沟对不同药量和不同悬置高度爆炸振 动减震作用实验分析 根据表2中Ⅰ和Ⅱ可知 当药包悬置高度相同 时， 减震沟对不同药量减震作用不一样， 减震沟的减 震作用随药量的增加而增加， 水平方向上的减震作 用明显大于垂向的减震作用。当药量为1. 0 kg时， 随着药包高度增加， 减震沟对三向振速的平均减震 率均逐渐变小，但变化幅度不大；当药量增加到 1. 5 kg减震沟的平均减震率表现为随着药包悬置高 度的增加先减小后增大， 且对水平方向影响大于垂 直方向。 2. 3. 4 减震沟沟底振动传播规律 测点10布置在减震沟的底部， 测点6布置在远 离爆源侧减震沟边缘处与测点4关于爆源（塔体中 央） 呈对称布置， 测点5布置在靠近爆源减震沟侧 塔体内墙边缘， 通过将测点10与测点4、 测点5和 测点6的振动速度比较分析可知 测点5振速约为 测点6的100倍左右， 约为测点4（ 与测点6对称位 置） 振速的30倍， 即减震沟靠近墙体内侧边缘位置 振动速度明显出现急剧增大现象， 这可能与减震沟 的绕射有关， 而减震沟底部（ 测点10） 振动速度并未 出现放大现象。通过对测点10的7次实验结果可 知 减震沟底部振动速度随药量的增加而增加， 频率 与测点6振动频率一致， 表明减震沟底部爆炸振动 频率的影响主要表现在靠近爆源一侧边缘， 爆炸振 动对减震沟底部影响与减震沟远离爆源侧一致。 3 有无减震沟时爆炸塔内药包空爆振 动速度衰减预测分析 根据 爆破安全规程 （GB67222014） [13]， 爆破 地表振动速度一般用萨道夫斯基公式（3） 进行预测 V ＝ K 3 Q R α （3） 式中V为表示地表振速，cm／ s；R为表示水平 距离，m；Q为表示单次起爆的炸药量，kg；K、α为表 示与地质、 地形有关的系数和衰减指数。 应用式（3） ， 对表1中每次实验的爆炸振动速 度进行拟合， 每次实验拟合得到的K、α值见表3。 表3 拟合参数表 Table 3 Fitting parameters table 条件参数Ⅰ1Ⅰ2Ⅰ3ⅠⅡ1Ⅱ2Ⅱ3ⅡⅢ1Ⅰ ～ Ⅲ K27. 3513. 9093. 6332. 9021. 3313. 2853. 3024. 7116. 2430. 44 无减震沟时α1. 9771. 7812. 5572. 1051. 8271. 6512. 2501. 9091. 5782. 019 R20. 980. 980. 970. 940. 980. 950. 960. 950. 960. 92 K1. 521. 242. 461. 661. 842. 183. 332. 363. 372. 87 有减震沟时α0. 9020. 8581. 1590. 9720. 8760. 9661. 1290. 9880. 9601. 114 R20. 730. 660. 790. 710. 660. 650. 750. 680. 660. 64 由表3可知 塔内药包悬置爆炸无减震沟时， 地 表振动衰减系数值取值范围为13 ～94， 衰减指数取 值范围为1. 7 ～2. 3， 拟合优度系数均大于0. 9， 拟合 度较高。塔内爆炸有减震沟时， 地表振动衰减系数 值取值范围为1. 2 ～ 3. 4，衰减指数取值范围为 0. 8 ～1. 2， 拟合优度约为0. 65， 拟合度较低。有无 减震沟拟合参数对比发现 有减震沟时地表振动衰 减系数值约为无减震沟时地表振动衰减系数K的 1／10， 衰减指数α的1／2， 且拟合优度系数明显较 低， 说明利用萨道夫斯基公式作为预测减震沟近区 远离爆源一侧的振速是不合理的。 4 结论 （1） 无减震沟时， 塔内爆炸地表三向振速垂向 为主导， 水平振速径向为主导， 三向振速受药包悬置 高度影响较小， 爆源近区高频衰减速度大于远区低 频的衰减速度。在减震沟近区， 三向振速出现振动 分区和垂向振动分区滞后现象， 振动频率随水平距 331第35卷 第3期 贺高威， 蒲传金， 肖定军， 等 减震沟对爆炸塔内空爆振动减震效果试验研究 万方数据 离的增加主频呈现先上升后下降现象。 （2） 在减震沟近区分区作用振速增大区域内， 存在有减震沟时振速大于无减震沟时振速现象， 通 过分析， 可以为实验室精密仪器安放范围提供合理 的依据， 同时为工程上通过开挖减震沟来减低振动 时， 减震沟应适当远离被保护物提供参考依据； 减震 沟的减震效果受药量影响较大， 受药包悬置高度影 响较小； 减震沟对三向振速减震率总体上表现为切 向＞径向＞垂向， 水平径向和切向振速平均减震率 达到50％ ～72％， 垂向振速平均减震率不足30％。 （3） 运用萨道夫斯基公式对振动速度进行回归 拟合时， 有减震沟时地表振动衰减系数K约为无减 震沟时的1／10， 地表振动衰减指数α约为无减震沟 时和1／2， 减震沟外侧拟合优度约为65％， 因此该公 式不适用于减震沟外侧振动速度的预测。 参考文献（References） [1] 张云鹏， 武 旭.露天矿邻近边坡爆破减震沟减震效 应分析[J].矿业研究与开发，2015（2） 25-28. [1] ZHANG Yun-peng，WU Xu. Analysis of the effect of blas- ting vibration absorption ditch on adjacent slope of strip mine[J]. Mining Research and Development，2015（2） 25-28.（in Chinese） [2] 郭学彬， 肖正学， 张志呈， 等.爆破地震作用的沟槽效 应[J].爆破器材，1999（3） 4-7. [2] GUO Xue-bin，XIAO Zheng-xue，ZHANG Zhi-cheng，et al. The groove effect of blasting earthquake action[J]. Blasting Equipment，1999（3） 4-7.（in Chinese） [3] 陆 文， 郭学彬.爆破地震效应中的沟槽减震作用研 究[J].矿业安全与环保，2001（2） 11-13. [3] LU Wen，GUO Xue-bin. Study on the effect of groove vi- bration in blasting seismic effect[J]. Mining Safety and Environmental Protection，2001（2） 11-13.（in Chinese） [4] 娄建武， 龙 源， 周 翔， 等.爆炸波传播的沟槽效应 及分析[J].矿冶工程，2004（2） 11-15. [4] LOU Jian-wu，LONG Yuan，ZHOU Xiang et al. Explosion wave propagation channel effect and analysis of[J]. Min- ing and Metallurgical Engineering，2004（2） 11-15.（in Chinese） [5] 胡八一， 陈石勇， 谷 岩， 等.隔振沟对爆炸塔周边地表振 动的影响[J].爆炸与冲击，2012，11（6） 647-652. [5] HU Ba-yi，CHEN Shi- yong，GU Yan，et al. Influence of vibration isolation ditch on surface vibration around blast tower[J]. Explosion and Shock，2012，11（6） 647-652. （in Chinese） [6] 郑水明， 姚运生， 曾心传.工程场地隔振沟减震效应 [J].爆破，2008，15（9） 103-106. [6] ZHENG Shui-ming，YA0 Yun-sheng，ZENG Xin-Chuan. The engineering site isolation trench damping effect of [J]. Blasting，2008，15（9） 103-106.（in Chinese） [7] 丁 凯， 方 向， 范 磊， 等.减震沟对爆破地震波能 量特性影响试验研究[J].振动与冲击，2012（13） 113-118. [7] DING Kai，FANG Xiang，FAN Lei，et al. Experimental study on the influence