仙女岩隧道进口浅埋段爆破引起地表建筑物振动特征及控制指标

发布时间：2020-01-19 08:35

【摘要】：目前爆破开挖技术仍是大量浅埋岩质隧道的一种主要施工方法,然而许多浅埋隧道地表往往存在建筑物等工程结构,爆破开挖难免会引起地表建筑物的振动响应,从而影响居民生活和建筑物的正常使用；为了有效控制建筑物的爆破振动,就需要对其爆破振动响应特征进行研究。本文以仙女岩隧道进口浅埋段为工程背景,采用现场测试、数据整理分析、查阅资料、数值模拟分析相结合的方法,对爆破地震波的传播规律、建筑物的振动响应特征以及振动控制指标三个方面进行研究。首先,通过爆破地震波波形分析发现掏槽孔段振动强度最大,是整个波形的峰值；质点振速的回归分析结果表明其衰减规律不符合萨道夫斯基公式,可能是场地不规则或测试数据未能完全反映实际情况造成的。其次,对2号房子的测试数据进行分析,得出了建筑物在迎爆侧的爆破地震效应大于背爆侧的；统计表明,该房屋处水平方向振速比垂直方向的大,而水平方向振动对建筑物影响更大,因此对水平方向的振速进行控制是关键。通过研究1号房子处三个方向振速衰减情况可得：爆心距大于40m时衰减率较高,小于40m时衰减率很低,40m相当于一个临界值；三个方向振速衰减率对比发现,爆心距区间(40m-80m)内水平径向的最大,区间(30m-40m)内则最小。爆破地震波振动持时大多在1s以内,由于衰减较快,主振段的持时很小,一般不超过0.5s,更短的则小于O.1s；FFT分析发现：振速幅值较大部分的频率集中分布于区间(19.0 Hz,120.0 Hz),其它频率范围的振速幅值较小。再次,通过观察加载时模型的各方向位移云图,发现房屋与基础模型的振动位移较大处一般在边墙表面、楼板面、结构拐角、门窗边沿以及墙体接缝和基础表面位置附近。在只考虑单一方向爆破振动荷载的条件下,质点位移时程曲线在有些轴向表现为随时间的波动递增,而在另外某个轴向却表现为平衡位置附近的上下摆动。在三个方向地震波共同作用条件下,质点的位移时程曲线则大多表现为随时间的波动递增,偶尔也呈现上下摆动的情况。最后,对全体各个方向爆破地震波加载的计算结果进行统计,得到屋内层间位移的最大值为1.84mmm,按建筑物抗震变形验算要求,模型质点位移是安全的,与观测结果相符,表明建筑物爆破振动位移控制指标可以参考抗震设计规范,该规范也能作为将来完善爆破振动安全规程的有益借鉴。
【图文】：

示意图,爆破振动,数据采集系统,照片

逦第２２页逡逑仙女岩隧道进口如图２－７所示：逡逑丨邋Ｉ邋１＃邋一层平房逡逑Ｄ３Ｋ４２６＋１７２邋｜｜房子逦，二层楼房逡逑“Ｉ邋ｈｍ逡逑开挖边界线逦逦掌子面逡逑Ｄ３Ｋ４２５＋９５３邋＾逡逑‘逦逡逑进口段洞门逡逑图２－５振动测试现场测点布置示意图逡

照片,现场测试,照片

析软件对爆破地震波的振速峰值、主频、持续时间等各个参数进行分析，，还可根逡逑据需要对测试的结果打印及输出。爆破振动信号数据采集系统的工作原理流程如逡逑图２－８所示：逡逑＾邋ｒ三＝传振动信号传递Ｓｆ爆破气振仪记逡逑ｌ／ｉ邋，逡逑下逡逑Ｓ振动信号＾逦和逡逑Ｉｓ邋７逡逑打印机打印（数据的软件分析邋笔记本电脑逡逑‘逦Ｊ逦Ｉ逦－逡逑图２－８振动数据懫集系统工作原理图逡逑２．３．２测试系统的参数设置逡逑在进行振动信号采集时，为了得到最精确的数据，应根据岩层的性质、测点逡逑与爆源之间的距离以及传感器的灵敏度等来设置爆破测振仪的系统参数，本次懫逡逑样频率设定为８ｋ，采样时间长度设为２ｓ，触发电平设为０．０３００ｃｍ／ｓ，最大量程逡逑设定为１０Ｖ（３５邋ｃｍ／ｓ），触发的模式则是内触发。现场测试时仪器的安装如图２－９逡逑所示．？逡逑
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U455.6;TU311.3

【参考文献】