爆破振动测试技术分析解析ppt课件.ppt

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1、4.爆破振动测试4.1概述4.2测量仪器4.3地震效应测试4.4地震反应谱及测试4.5振动测试注意问题爆破地震效应被公认为爆破的“公害”之首。对建构筑物的危害尤为严重，一直是爆破工作者关注的热点。本章着重讲述爆破地震波的形成、特征；爆破震动强度及破坏判据；爆破地震测试技术和反应谱理论。4.1爆破地震波及爆破地震效应4.1.1爆破地震波(1)爆破地震波的形成及特征炸药在岩土中爆炸时，一部分能量对炸药周围的介质引起扰动，并以波动形式向外传播。通常认为：在爆炸近区（药包半径的10~15倍）传播的是冲击波。在中区（药包半径的15~400倍）为应力

2、波。因应力波到达界面产生反射和折射叠加便形成地震波。地震波是一种弹性波，它包含在介质内部传播的体波和沿地面传播的面波。体波可分为纵波和横波。纵波是由震源向外传播的压缩波，在传播过程中能引起介质产生压缩和拉伸变形。其特点是周期短，振幅小和传播速度快。横波是由震源向外传播的剪切波，在传播过程中能引起介质质点产生剪切变形。其特点是周期较长，振幅较纵波大，传播速度次于纵波。通常也把纵波叫P波（即初至波），把横波叫S波（即次波）。面波仅限沿地表面传播，它是体波在自由面多次反射叠加而成，主要包含瑞利波和勒夫波。其特点是周期长、振幅大，传播速度较体波慢

3、，衰减也较慢，但携带的能量较大。爆破过程中造成岩石破裂的主要原因是体波的作用，而造成爆破地震破坏的主要原因是面波的作用。在短距离内，三种波（P波、S波、R波）几乎一起到达，因而辩认地震波的类型是非常复杂的。而在远距离处，传播速度较慢的S波、R波开始与P波分离，就能辩认出来。在一幅完整的爆破地震波的记录图形中，一开始是一系列振幅较小、频率较高的波形，主要是纵波（P波）和横波（S波），紧接着一段是振幅较大、频率较低的R波波形，持续一段时间后，波形逐渐衰减。由于多采用毫秒微差起爆，导致波群相互干扰和重叠，增加了爆破地震波形的复杂性，因此，在实测

4、爆破地震波波形图中，纵波和横波很难分辨，往往也不加以区分。有时就将波形图的初始阶段称为初震相，中间振幅较大的一段称为主震相，后一段称为余震相。(2)爆破地震波基本参数描述爆破地震波的特征一般用振幅A、频率f0（或周期T0和持续时间TE三个基本参数表示。振幅:振幅随时间而变化。由于主震相的振幅大，作用时间长。因此，主震相中的最大振幅是表征地震波的重要参数，是振动强度的标志。频率f0（或周期T0）：一般用最大振幅所对应的一个波的周期作为地震波的参数，频率为其倒数f0=1/T0。由于地震波具有明显的瞬态振动特征，属频域较宽的随机信号，用频谱分析

5、法得出的频谱可描述其频率特征。振动持续时间TE：是指测点振动从开始到全部停止的时间。反映振动衰减的快慢。由于记录到的持续时间和仪器灵敏度有关，仪器灵敏度高，测得的振动持续时间就长，反之则短。因此，关于振动持续时间的定义还不统一，确定的方法也各异。4.1.2爆破地震动及爆破地震效应爆破地震动，有时称为爆破地面运动。是由爆源释放出来的地震波引起的地表附近土层的振动。爆破地震波引起的破坏现象及后果称为爆破地震效应。爆破地震效应是一个比较复杂的问题，受到各种因素的影响。如爆源的位置、炸药量的大小、爆破方式、传播介质和地形条件等。同时，对建筑物的灾

6、害而言，爆破地震波仅是外部条件，而建筑物的结构特性和材料特性是其内部条件。它又与地基特性和约束条件以及施工质量等因素有关。因此，爆破地震效应是一个包含建（构）筑物本身以及爆破地震波多种因素的综合性的现象。国内外对爆破地震效应进行了大量的研究。主要研究的问题可以归纳为两个方面：（1）爆破地震波的特征及传播规律；（2）爆破地震波对建筑物的影响。为解决这一问题，一方面是加强对各种爆破条件下爆破地震波的特性分析和对建构筑物危害的现象和破坏特征的宏观调查；另一方面是加强对与爆破危害相应的爆破地震波的特征参数、结构的动力响应及结构动力特性参数的测试。

7、以宏观调查资料以及爆破振动测试数据为依据，确定爆破地震波的特性、传播规律以及爆破地震波与建筑物动力响应关系。因此，爆破振动测试是研究爆破地震效应的基本手段和方法。4.1.3衡量爆破震动强度的物理量及破坏判据的确定(1)衡量爆破震动强度的物理量爆破震动强度可以用介质质点运动的各物理量来衡量，如质点振动位移、速度和加速度。但以哪种物理量作为衡量标准最合适，目前在国内外有不同观点。一种观点认为以介质质点振动速度较好。其理由是，通过大量观测表明，爆破地震破坏程度与振动速度大小的相关性比较密切。较其它物理量而言，振动速度与岩土性质有较稳定的相关关系

8、，规律性较好。另一观点则认为用振动加速度作为衡量标准。因为加速度可以反映作用在建筑物或构筑物基础上的荷载大小，从而揭示结构的受力状态及破坏机理。目前多采用振动速度作为衡量安全的主要物理量。通过