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2019-05-09 17:25:20.0 责任编辑:崔玮娜

汪旭光l yu亚伦2

( l.北京矿冶研jiuzong院.北京 100044; 2.北京科技大学.北京 100083)

 

摘yao    阐述liao同时采yongzhi点振速he频率liang个指标作为爆玻震动an全判据的biyao性、可xing性,并介shaoliaobet98振动频率的计算公式。

关键词    爆玻震动;振动速度;振动频率;an全判据

炸药爆炸释fang出来的能量以liangzhongxing式biao现出来,一zhong是冲击波,ling一zhong是爆炸气ti。sui着传播距离祅ao龃螅寤鞑ㄋian为ying力波hedi震波。di震波yinqi的(jindibiao)di面振动称为di震动。我国《bet98an全gui程》(GB6722-86)gui定:一般建筑物he构筑物的bet98di震an全性ying满足an全振动速度的yao求,即现xinggui程是yongzhi点振动速秖ue硎綿i震动强度的。 实jianbiao明,这zhonggui定基本蓌ia鉲iao工程bet98的yao求,shibet98an全距离的确定有法有依。 dan是,sui着bet98技术的深ru研jiu,人们也发现,以单一的zhi点振动速度作为衡量bet98di震动强度的唯一指标也觴ing韉uo不妥之chu,希望yongzhi点峰zhi振动速度he对ying频率(简称振速he频率)作为振动强度的指标。美国、德国等一些发da国jia已经考虑liao振动速度对ying频率的综合影响,将这liang个指标纳rubet98震动an全判据中。

 

1yong振速-频聅hou魑鸲慷戎副甑腷iyao性

1.1li论上的biyao性

di震动是由不同频率、不同幅zhi的波动在一个有xian时jian范围内组合的suiji过程。di震动的峰zhi(最大振幅)、频率he持xu时jianbei称为di震动的三yao素,而最大振幅you与速秖u⒓铀俣让芮邢喙兀粢阎灰啤⑺俣群tu铀俣热霾问械娜我桓觯齤i分或微分便可求出lingliang个。故di震动的速秖u⑵德蔴e持xu时jian也是biao征di震动强度的三个bi不可shao的参量,特别是前liang项(振速he频率)更是que一不可。

1.2工程实jian上的biyao性

结构对bet98震动的反ying与频率特性的关系也十穤hi芮小

(1)众所周知,当建筑物di基输萻huo膁i震动的主yao周期接jin建筑物的自振周期时,由yu共振作yong,将产生更大的振动,容易yinqi建筑物的po坏。我们在bet98工程中时有发现,炸药爆炸时,在其他相同条件xia,距爆源jin的建筑物未受po坏,而距爆源远的却遭受liaopo坏,这是因为建、构筑物zhong类繁duo,结构各异,bet98类型henduo,qi爆方式不一,bet98条件hebet98di震波通过的介zhi情况复杂。在di面zhi点振动速度zhi相同的情况xia,建 (构)筑物将会出现不同的振动频率he振动持xu时jian。即shi相同的建、构筑物在振速相同的条件xia,不同的振动频率he振动持xu时jian,对建、构筑物的结构动力影响也是不一 样的。

 (2)在自然di震中,lie度为7~9度时,di震加速度平均zhi为0. 075~0. 3g.大部分房wu建筑物遭受po坏。dan在如此大的bet98di震动作yongxia.对一般房wu的影响萩hun苄。馐且蛭话惴縲u的自振周期duo在0. 2~1. Os (频率1~5Hz)范围内,而自然di震的加速度的频率duo在2~5Hz之jian.henshao超过10Hz,二者频率范围比较接jin,danbet98di震动的加速度的频率大都在10~30Hz,甚至高da50Hz,远远大yu一般房wu的自振频率,故不易beipo坏。这从ling一侧面也shuo明liao振动频率的重yao性。

1. 3 从国外发zhan趋势看的biyao性

采yong速度-频聅hou魑猟i震动强度指标也是众望所归。目前.国外biao示zhi点振动强度的指标觴ing灰啤⑺俣qu⒓铀俣萮e频率。各国的gui定有所不同。li如,美国早期zeng采yong加速度作为di震动强度的指标,而英国、葡taoya、加na大、rui典、俄罗斯等国则采yongzhi点振动速度作为di震动强度的指标。dan是,由yu在bet98震动作yongxiashi建(构)筑物po坏的主yao因素是振速he频率,jin考虑单一因素是不合li的。因此,一些主yao西方国jia在制定bet98振动an全标准时,普遍考虑liao振速he频率的共同影响。举lishuo明如xia。

(1)美国的bet98震动an全判据。根据对建筑物的保护程度不同,不同xing业部门制定liao不同的an全判据。美国矿业ju(USBM)he露天矿复垦bet98shou页ju(OSMRE)分别制定 liao各自的标准,将此liang个标准合成以后,成为日前国际上比较liuxing的bet98震动an全判据 (tu1 )。

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(2)德国bet98震动an全判据(BRD-DIN4150)。将建筑物分为:①工业he商业建筑;②民yong建筑;③重点保护建筑三zhong类型,综合考虑liaobet98yinqi的最大zhi点振速he振动频率的影响,充分反映liao不同频率的bet98震动对建筑物的影响,如tu2hebiaol所示。

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1.4 从与国际接轨jiao度看的biyao性

我国加ruWTO已成定ju。在我国成为WTO成yuan国以后,国外一些大的工程公司 (bao括bet98公司)将进ru我国市场,我国bet98工作者也将有更duo的ji会走xiang国約hi谐  无疑,在国际bet98工程竞标中shiyong国际liuxing的xian进bet98震动an全判据指标将有利yu中标,从这一jiao度看,亦xuyao将振功频率yinru我国bet98震动an全判据中。

2 采yong速度-频聅hou魑鸲慷戎副甑目赡苄

yinggaishuo,目前我国具备liao以速度-频聅hou魑鸲慷戎副甑幕咎跫锌赡芙吣蓃ubet98震动an全判据中,主yao依据是:

(1)国外有众duo国jia的经验可以借鉴,特别是美国、德国的标譲ia阎磝ingliaoduo年。

(2)国内已有不shao单位利yong国际上xian进仪器进xingliao大量的观ce,jileiliao相当丰富的资料,li如:美国NCSC5OOO型电nao控制数讂hi涑鯿e震仪(NOMIS COMPUTER SYSTEM CORPORATION 5000 Portable Microprocessor Based Digitizing Seismograph)主ti由固hua的电zi计算ji、热敏打印jihe可充电xu电池组成;辅ti由三wei传感器he噪shengce试麦克风组成。可以ce出zhi点三wei振动速度及其矢量he、振动加速秖uhi点振动位移、振动频率he噪sheng强秖u⒃雜heng频率,同蔮ei鰖hi点振动速度与频聅hou甹ian的关系tuhedi震波xingtu,还能绘出美国USBMheOSMREan全判据tu或DIN4150bet98振动an全标准。ce试结果在bet98后1min由热敏打印ji打印输出。NCSC5000型ce震仪shiyong方便、抗干rao能力强、数据准确程度高,是目前国内外进xingbet98di震ce试的最xian进设备。

国内已采yong上述xian进仪器分别对硐室bet98、台阶bet98、拆除bet98等进xingliao相当数量的观ce,得到liao一pi有价zhi的资料。

(3)jin几年来,在公an部三juhe中国工程bet98协会的主持he组织xia,对全国工程bet98技术人yuan进xingliao系统的培xun、考核,zheng个xing业的技术人yuan素謘hi衛iao显zhu的提高,具备liao执xing国际xian进的bet98震动an全标准的水平。

3 采yong速度-频聅hou魑鸲慷戎副甑木遲i建议

(1)吸蕑han庥泄乇曜嫉挠衴i数据与经验,并根据我国bet98技术人yuan已经掌握的实ce数据资料制定出我国新《bet98an全gui程》的有关gui定,即岩石bet98对di面建筑物he隧道的bet98震动an全判据可采yongdi面zhi点振速he主振频率liang个指标。以主振频率的不同频段确定相ying的振速,其基本xing式类siyutu3所示。tu中di面建筑物he隧道类别可以根据已有资料shi当增加。

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(2)建lichang见建(构)筑物自振周期biao。为防止bet98振动频聅hi虢ǎü梗┲镒哉衿德氏鄇in而yinqi的共振现象,bi须liao解建(构)筑物的自振频率或自振周期。biao2列出liaochang见建(构)筑 物的自振周期[1]。

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(3)bet98振动频率的计算。目前国内有liangzhong计算公式计算bet98振动频率。

文献[2]提出yongxia式计算bet98di震动yinqi的di面zhi点振动频率:

f=( kfC7/5s./ Q1/3 ) • ( Q1/3 / R)2/5        (1)

式中, kf为频率系数,kf=0.01~0.03; Cs为岩石的横波波速,cm/s;Q为相同距离同时qi爆的zong药量, kg; R为ce点至爆源距离, m。

文献〔3]提出的振动频率计算公式如xia:

f=k(Q1/3 /logR)1/2    (2)

式中,k为系数,对yu硐室bet98,k=0. 8~5. 0;对yu台阶bet98,k=5.0~50;对yu拆除bet98,k=1.0~10;药量大时系数qu小zhi,反之qu大zhi。上述liang个公式都是在一定试验条件xia获得的经验公式,为计算bet98振动频聅hou鰈iao有yi的探suo。可以试yong,dan将它列ru新《bet98an全gui程》中,条件尚不成熟。

4 结束yu

笔者在分析羢ong夜蓎ong振速-频聅hou魑鸲慷戎副甑腷iyao性与可能性之后,提出liao在制定我国新的统一的《bet98an全gui程》时,ying考虑振速与频聅hou酆嫌跋斓慕ㄒ椋唇穸俣萮e主振频率liang个指标作为bet98震动an全判据。同时指出,在目前蓌ing抟桓鰈ixiang的、bei普遍接受的振动频率计算公式的条件xia,根据我国已有的实ce数据制定出不同di面建筑物he隧道的保护对象所在di的zhi点峰zhi振动速度he对ying的频率,以经验数据代替计算公式,这是目前唯一可xing的方法。

参考文献

[l]黄吉薱hang 蒋志光.bet98振动工程特性及其an全技术措施. 工程bet98文集(第六辑).深chou:海天出版社,1997.

[2]焦永斌.bet98di震an全评定标准初探.bet98, 1995,(3): 45~47.

[3]唐chun海等.bet98di震动an全判据的初步探讨.有se金属(糺iu 2001,53 (1):l~3.

 

摘自《汪旭光院shi论文选集》