几种爆破震动安全判据.pdf

第1 9 卷第1 期 2 0 0 2 年3 月 爆破 B L A S T I N G V o l1 9N o M a r2 0 0 2 文章编号1 0 叭一4 8 7 x 2 0 0 2 叭一0 0 0 80 3 几种爆破震动安全判据 许红涛，卢文波 武汉大学．湖北武汉4 3 0 0 7 2 摘要以往的爆破震动安全判据通常只考虐了质点峰值振动速度这个单一参数，实践和监测成果表明这 一判据是有娃陷的。在列举井讨论国内外相关安全判据的基础上，指出制定爆破震动安全判据时必缅同时 考虑质点振动速度和振动频率两个参数。 关蕾词爆破震动；安全判据；震动额率；质点峰值震动速度 中圈分类号T D 2 3 54 1文献标识码A A d V a n c eo nS a f e t yC r i t e r i af o rB l a s t i n gV i b r a t i o n X UH o ”譬￡Ⅱo ，L UW P H 一6 0 A c a d e m y 。fH y d r a u l i ca n dE l e c t r i cE n g i n e er i n g ，w u h a nU n i v e r s i t y ，w u h a n ，4 3 0 0 7 2Ch i n a A b s t r a c t F o 删f t ‘yc r h e ao fb l a s t i n gv i b r a t i 叽0 n l yt a k et h ep a n i c l ev i b r a t i o n v c l o c i o y P P v i n t o a c - c 。u n t ，b u tb o t hp r a c t i c e sa n dm e a s u r c dd a t am o n i t o 五n gd e m o m t r a t et h a tt h c s es a f c ‘yc n t e n ah a v e1 1 m i t a t i o n I n t K sp a p e r ，s o m es a f e t yc r i t e aa d o p t e di np r a c t I c ea r ep r e s e n t e da n dd i s c u 刚，a n dl tl sp r o p o s e dt 1 1 a tb 。t hp a n l c I e v i b r a t i 。nv e k i t ya n dv i b r a t i o nf r e q u e n c ys h o u l db et a k e ni n t oa c c o u n ti ns a f e t yc r i t e r l af 。rb I a s t i n gv i b r a t i 。n K e yw o r d s B l a s t i T l gv i b m t i o n ；s a f e ‘yc r i t e a ；V l b r a t l o nf r c q u c n 。y ；T hm a 五u mv a f u eo fp an l c l ev i b r a t i o n v e l o c i t ” 1引言 关于爆破震动安全判据，目前仍然多采用地面 振动速度 或加速度 作为衡量爆破震动强度的唯一 指标⋯。大量的工程实践和试验研究表明，选用单 一的振动参数来描述爆破震动的特征是很不全面 的。国内有些工程，按爆破安全规程 G B 一6 7 2 2 8 6 估计爆破后应出现因爆破震动而损坏的建筑 物，在实际爆破后却并未发生任何损坏；而振动速度 很小，认为不会有损坏时相反却出现了意想不到的 损坏；国外一些工程也发现了类似问题，如美国矿业 局在其报告R 1 8 5 0 7 中指出，在对7 1 8 次爆破的实际 观察与统计中发现，只有1 3 6 次爆破产生了有据可 收稿日期2 0 0 l 1 21 3 作者简介许红涛 1 9 8 7 ．男；武汉武汉大学水电学 院硬土研究生． 查的损伤，其中许多次爆破产生了相对较高的振幅． 振速超过了5 ．0 8c m ／s ，但没有造成任何损害。由 此可见．仅以质点振动速度作为爆破震动的安全判 据是有缺陷的。 越来越多的工程实践和爆破振动监测成果表 明，目前广泛采用的以单一的质点峰值振动速度参 数为判据的安全标准是不全面的，爆破震动安全判 据中应该考虑到爆震频率和建 构 筑物自振频率共 同作用的影响。2 ～4 I 。 近年来一些观测和分析也表明，相同的建 构 筑物，在震动相同的条件下，不同的爆震频率和震动 持续时间，对建 构 筑物的结构动力影响是不一样 的。 由此可见。爆破地震震动频率对建筑物的安全 有着很重要的影响。因此，人们提出在评价爆破震 动对建 构 筑物的危害时，除用速度或加速度作为 万方数据 第1 9 卷第1 期计红涛等几种爆破震动安全判据9 1 肆。。 { } 笏 l “陟一忠M ；f ／／／ 黏∥／／ ℃钐 1 12 04 0∞8 01 0 0 频率川z 刚2D I N 4 1 5 0 爆破震动安全标准 2 ．3 瑞士爆破震动安全判据 熔谁镑翱抖湘叩拳。幸尊老良了1 n ～6 nH ，和 6 0 ～9 0H z 两个频率范围内的质点振动速度。制定 标准如表I 。 表l 瑞士爆破震动安全判据 2 ．4 国内爆破震动安全判据 我国目前仍然使用爆破安全规程 G F { 7 2 2 8 6 作为安全判据，因此有专业人士提出了些修改 意见，呼吁尽早制定出新的爆破震动安全判据。 吴德伦等人建议如表2 的爆破振动标准。他们 根据建筑物的结构形式和构筑质量，考虑对地面振 动的敏感性程度，将建 构 筑物分为五类，并参照欧 洲国家的做法，将地震波的频带划分为1 0 、4 0 、1 0 0 H z 三个范围；建议峰值质点速度可采用单分量的最 大值，不一定用台速度的峰值。该标准综合反映建 筑物类型和重要性程度、爆破场地和建筑物基底场 地的特性．与目前规程相比有所不同。 表2 爆破振动控制建议标准 万方数据 1 0爆破 文献[ 5 ] 参考国外的一些安全判据，结合现有的 爆破安全规程，提出如F 安全规程的建议 表3 爆破振动安全判据建议标准 目前国内还有人提出以折合速度来作为爆破地 震的安全评定标准。文献[ 2 ] 提出爆破震动安全判 据要把地面质点振动速度与爆震频率结合起来综合 考虑。作者根据多年来近1 0 次大规模爆破工程震 动的实测数据及宏观调查发现，建 构 筑物在爆破 地震作用f ，其破坏程度与爆破地震引起的地面质 点振动速度w ，成正式，与频率比 即地面震动频率 与结构物自振频率正之比 的常用对数成反比。 因此引入一个频率影响系数口，，用折算振动速度 。，作为估算爆破地震的安全评定标准。 定义折合速度为 ”r m 口， 1 式中，m 为频率效应影响系数；珥为地面质点振动 速度。 作者根据实测数据和宏观调查资料，利用最小 二乘法进行回归分析处理，获得频率效应影响系数 口，的经验公式如下 卢， [ K F l g ／‘ ] 一 2 式中，K 口为频率比例系数；厶为爆破地震波引起的 地面质点振动频率； 为建 构 筑物的自振频率。 当 仉 5 时，K 口 2 ～4 。 其中，。的计算公式采用 簪 警P ㈤』6 一 0 1 ／2 、R 7 。、1 ， 式中，嘶为频率系数，Kr O ．0 l ～0 ．0 3 ；C 。为岩 石的横渡波速，c r n ／s ， 用折合速度方法来评价爆破地震破坏程度虽然 较为粗糙，但它考虑了振动频率的重要影响，有一定 进步。 3 建议 通过上述关于爆破震动安全控制标准的阐述， 提出以下建议 1 结构或构筑物的爆破震动破坏与爆破地震 波的震动频率密切相关，爆破震动安令判据应考虑 振动速度和频率二者的共同影响。 2 目前应加强对爆破震动频率的分布特征及 衰减规律方面的研究．建立不同爆破地质及钻爆参 数条件下的爆破震动频率估算公式。 3 有必要对国家及行业标准中的速度准则进 行修正，参照国外经验建立考虑震动频率的爆破震 动安全判据。制定安全判据时．应结台被保护的建 构 筑物的固有频率考虑爆破地震波主振频率，详 尽列出各建 构 筑物类型及判据值大小，并应考虑 工程使用过程中的可操作性。 4 开展与爆破震动安全控制标准相关的其他 重要问题的研究，如爆破震动持续时间对爆破震动 破坏的影响及重复爆破震动荷载作用下建 构 筑物 的累积损伤机理学。 参考文献 【1 ]国家标准局爆破安全规程 G B 6 7 2 28 6 【s ] ，北京 中国标准出版杜．1 9 8 6 [ 2 ] 焦永斌爆破地震安全评定标准初探[ J j ．j 基破，1 9 9 5 3 4 5 4 7 [ 3 ] 唐中华．爆破地震频率对建、构筑物的影响[ JJ ，建筑 安全．1 9 9 8 1 1 1 41 6 [ 4 ]E d W a r dJw a I t e rV l b r a t l o na n db l a s t l n g [ AJI ’m c c e d I n g s o ft h cf i r S rc o n f e r c n c co nE x p 【 s i v e sa n dB l a m l n gt e c l l n 岫u e [ cJ ，1 9 7 5 7 2 7 5 ． [ 5 】唐春海，于亚伦等．爆破地震动安全判据初步探讨 [ J j ．有色金属，2 0 l 1 1 4 万方数据