鉆爆法開挖具有高效經(jīng)濟的特點在隧道開挖等工程中得到廣泛應(yīng)用,但其引起的振動問題同樣不可忽視,爆破振動信號反映了受振質(zhì)點在炸藥爆炸后的振動特性,是判據(jù)爆破振動對構(gòu)筑物影響的重要資料。通過信號分析技術(shù)對現(xiàn)場實測監(jiān)控數(shù)據(jù)的分析與數(shù)值模擬相結(jié)合,能夠更充分的了解和研究所在爆破場地的振動效應(yīng),評價爆破方案與爆破參數(shù)的適用性,為合理爆破施工提供參考依據(jù),達到在不影響爆破效果的情況下將爆破振動對周邊構(gòu)筑物的影響降到最低的目的。本文以工程實測為基礎(chǔ),采用HHT信號分析技術(shù)對不同圍巖施工爆破的振動信號分析其頻譜特性,以及通過瞬時能量譜精準(zhǔn)識別毫秒延遲不同段位的起爆時間,用ANSYS-LS-DYNA模擬了相同藥量下兩種圍巖爆破對既有隧道不同質(zhì)點的振動速度影響。主要工作與成果如下:（1）通過統(tǒng)計在Ⅲ圍巖全斷面施工與Ⅳ圍巖上下臺階法施工的爆破振動信號,質(zhì)點的最大峰值速度在徑向,質(zhì)點的振速峰值基本取決第一段單響最大爆破藥量,分析原因為該段位爆炸時掏槽孔較深,單孔裝藥量大且爆破臨空面較后續(xù)段位少。（2）用HHT分析Ⅲ與Ⅳ圍巖爆破時的振動信號的三維聯(lián)合時頻譜、瞬時能量譜與希爾伯特譜,對于多段位毫秒延遲爆破,在ms-... 

【文章來源】：桂林理工大學(xué)廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

桂林理工大學(xué)碩士學(xué)位論文8第二章爆破振動波傳播特性2.1爆破振動波基本理論2.1.1巖石的爆破理論炸藥爆炸是一個高能轉(zhuǎn)化釋放、傳遞做功的過程[41]。在這個過程中，巖石受力情況非常復(fù)雜且歷時短暫，為正確地解釋巖石爆破破碎機理廣大學(xué)者做了很多年的努力，仍沒有完整全面的解釋，一般可以概括為以下三大假說：（1）爆生氣體膨脹作用理論該理論從靜力學(xué)的觀點出發(fā)，認為炸藥爆炸時產(chǎn)生的高壓膨脹氣體作用于周圍介質(zhì)，由于巖石的抗拉強度低，爆破膨脹氣體在巖石周圍產(chǎn)生應(yīng)力場，當(dāng)應(yīng)力達到巖石的極限抗拉強度是巖石會產(chǎn)生拉裂縫破壞[42]，該理論以靜力學(xué)的觀點認為爆破過程為巖石拉剪切破壞。但由于爆破是一個瞬態(tài)釋放能量的過程，在爆炸的瞬間產(chǎn)生巨大的動能，該觀點忽視了爆生氣體的動力特性，僅具有參考價值。（2）爆炸應(yīng)力波反射拉伸作用理論該理論從動力學(xué)觀點出發(fā)[43]，認為爆破時巖石主要破壞分為兩個主要階段，第一個階段為巖在爆破瞬間被爆生能量壓碎過程，爆炸瞬間產(chǎn)生的壓縮波使巖體達到屈服強度而破環(huán)，然后應(yīng)力波通過這個粉碎區(qū)，此時應(yīng)力壓縮波能量衰減到不能直接粉碎周圍巖石，但其達到自由面后會反射形成拉伸應(yīng)力波，此時這些拉伸應(yīng)力波強度雖然很低但是由于巖體抗拉強度低仍然能夠拉斷巖體。形成過程如圖所示：階段1階段2圖2.1爆炸應(yīng)力波反射拉伸作用過程（3）爆生氣體和應(yīng)力波共同作用理論該理論認為爆破巖體的破環(huán)是動力與靜力作用的共同結(jié)果[44]，振動傳播過程

鱟倉惺頭啪藪蟮哪芰浚?通常在幾十微秒，有些甚至只要幾毫秒，在這一瞬間能量釋放產(chǎn)生高溫、高壓，能量轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w壓縮能，然后氣體迅速膨脹轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，在這過程中產(chǎn)生巨大的沖擊波，使巖石等介質(zhì)產(chǎn)生裂縫破環(huán)，沖擊波與氣體的膨脹則使這些裂縫擴大，爆轟產(chǎn)物并自炸藥中心向各個方向拋擲。這過程也伴隨能量的衰減，其中一部分能量對周圍介質(zhì)產(chǎn)生擾動而另一部分能量則以波動形式向外傳播[45]。一般認為[46-48]在這過程分為三種波，首先是炸藥爆破瞬間產(chǎn)生沖擊波，隨后衰減為應(yīng)力波，在進一步衰減為振動波，其衰減的過程如下圖2.1所示。下圖為爆破振動波的形成過程。圖2.1爆破振動波形成過程2.1.3爆破振動波分類不同類型的振動波引起質(zhì)點的振動形式不一樣，爆破振動波一般分為在介質(zhì)內(nèi)部傳播的體波與在介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ拿娌╗49]，其具體分類形式如下圖2.2所示，對地震波分為兩個大類，四個小類，其中體波的主要表現(xiàn)為能引起質(zhì)點的拉伸與壓縮變形，而橫波主要在垂直于波的方向做剪切運動，引起質(zhì)點的剪切變形，兩者在介質(zhì)中的傳播速度和周期以及振幅大小等都有區(qū)別，其中縱波的傳播速度最快，因此在爆破測振時首先達到的可能是縱波[50]。體波在經(jīng)過自由面?zhèn)鞑ミ^程會反射疊加形成面波。面波主要分為與做水平剪切運動的勒夫波與做橢圓運動的瑞麗波，在隧道施工爆破過程中，體波是造成巖石破裂的主要能量，而面波是造成爆破地震破環(huán)的主要原因，在距離較短時，三種波（P波、S波、R波）幾乎同時達到測點，因而很難區(qū)分波的類型。地震波的分類如圖2.2所示。

【參考文獻】：
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本文編號：3621554