爆破振动速度与破坏程度的关系

爆破振动速度与破坏程度的关系【分享】：来自炸药及爆炸作用书籍，版权属于原作者，仅仅分享，如有不妥，告知删除。爆破振动速度与破坏程度的关系1爆破振动强度的衡量标准爆破地震破坏的强弱程度称为振动强度或振动烈度。振动强度可用地面运动的各种物理量来表示，如质点振动速度、位移、加速度和振动频率等。但是，通过对大量爆破振动量测数据研究后得出，用质点振动速度来衡量爆破振动强度更为合理。理由是：（1）质点振速与应力成正比，而应力又与爆源能量成正比，因此振速即反映爆源能量的大小。（2）以质点振速衡量振动强度的规律性较强，且不受频率变化的影响，美国矿业局用回归分析法处理了美国、加拿大和瑞典三国的实测数据，这三组数据是使用不同仪器在不同施工条件下建成的住宅中试验量测所得。结果得出一条质点振速不随频率而变化的等值直线。这充分说明，以质点振速作为安全判据，可适用于不同的测量仪器，不同的测量方法和不同的爆破条件。（3）质点振动速度与地面运动密切相关。分析大量实测数据表明，结构的破坏与质点振动速度的相关关系比位移或加速度的相关关系更为密切。（4）质点振动速度不受地面覆盖层类型和厚度的影响，而地面运动的多数参数则都会受到影响。例如在低弹性模量的土壤中，应力波传播速度低；随覆盖层厚度增加，振动频率明显下降，地面质点位移就会增大。在不同类型和不同厚度和覆盖层中进行的试验结果表明，虽然地面运动的多数参数会随着覆盖层厚度的变化而变化，但对于引起结构破坏的质点振动速度却未受到明显影响；因此，将质点振动速度作为衡量爆破振动安全判据是有利的。目前我国也和大多数国家一样，以质点振动速度作为衡量爆破振动烈度的判据。一般情况下，把爆破振动速度控制在《爆破安全规程》规定的范围内，可以保证正常房屋不致受到破坏。特殊环境下实施爆破时可以根据房屋的实际抗震能

力及设计抗震烈度值来确定其爆破振动速度的极限值（表1）。表1抗震烈度与相应的地面质点运动速度值建筑物设计抗震烈度（度）567允许地面质点振动速度（cm/s）2〜33~55~82爆破振动速度与破坏程度的关系岩石开始破坏的振动速度是50〜100cm/s。我国虽未制定统一规程，但有实测数据可供参考（表2）。不同振动速度下结构物的破坏程度见表3。表2 地面最大振动速度与破坏现象的关系Vmax（cm/S）对建筑物和结构物对地表<2.5无损坏无变化。2.5〜5.0简易房屋轻微损坏。咼陡坡上碎石、砾石、土少量坍落。5〜10简易房屋损坏，一般房屋轻微损坏，地下坑道两邦松动，小石块少量震落。陡坡上孤石悬石位移、滚落、覆盖层中出现小裂缝，堆积层与基岩交界处产生裂缝。10〜25简易房屋破坏，一般房屋损坏，砂浆地面裂缝，地下坑道局部坍方，涵洞伸缩缝地下管道接头可能轻微变位。土夹石边坡轻微坍方，岩石边坡个别坍落，砂土、弃石碴开始坍散，地表出现裂缝，临空面处原有裂缝扩张，节理面轻微错动。25〜50建筑物破坏、严重破坏，地下坑道顶板落石，坍方甚多，涵洞、地下管道挤压变形，砼结构开裂。土夹石边坡大量坍方，岩石边坡少量坍方，地表有较多裂缝，陡坡处出现大裂缝，公路路面局部破坏，岩石顺层理、节理面错动、张开、挤压。>50建筑物严重破坏，地下坑道严重坍方，甚至震垮堵死，涵洞、地下管道毁坏，砼结构物破坏。顺层理面大块岩体可能崩落，地面割裂，有很多大裂缝，公路严重破坏，基岩露头产生裂纹，部分岩石破碎，大块坚石位移。结构物名称振速(cm/s)破坏程度结构物名称振速(cm/s)破坏程度土窑洞0.5无碎块掉落岩石稳定的矿山巷道30.0轻微损坏固定安装的水银开关1.5跳闸钢筋混凝土（＞C20）涵洞50.0无损坏电视台的建筑物3.5无损坏建筑物60.0严重破坏一般建筑物5.0抹灰裂缝钢筋混凝土（＞C20）隧道100.0无损坏工业建筑物、运输栈桥10.0无损坏机械设备（泵、空压机）100.0轴不正单层钢骨架建筑物20.0无损坏混凝土底座上预制金属结构物150.0底座破裂一般房屋20.0破坏建筑物150.0全部破坏混凝土（＞C14）支护的隧道25.0无损坏巷道顶壁和混凝土支座234严重破坏3建筑物允许的爆破振动速度对于一般的建筑物，许多国家在实际应用中，将“墙壁的抹灰层出现裂缝或脱落”视为“开始破坏”，并以此为标准，规定建筑物允许的振动速度。例如，美国、加拿大、瑞典等国家，将一般建筑物允许的极限振动速度规定为2in／s（5.1cm/s）、允许的振动加速度为O.lg；前苏联将一般建筑物允许的最大振动速度规定为10cm／s。这是美国、加拿大、瑞典、前苏联等国家的学者据其本国情况早期对完好的砖、石结构房屋进行振动试验的成果。但根据我国房屋建筑的实际情况、建筑材料、结构、新旧状况及破损程度各不相同，抗震能力差别很大，一律采用5cm／s仍会破坏某些房屋。这个规定还没考虑爆破振动对电气设备的影响，国内矿山爆破已多次出现爆破振动引起电闸跳闸的事故。这个规定也没有考虑经常爆破的重复振动对结构的影响。在国外，近几十年来对爆破振动安全判据的规定有越来越严格的趋势。例如，美国在规定2in/s破坏判据时，还建议一些没有测振仪器的矿山在爆破设计中用比例距离50in／lb1／2作为确定允许装药量的依据，在这一比例距离处观察到的最大质点振动速度是0.4in/s（相当于1cm/s）。

表4《爆破安全规程》（GB6722-2014）规定的爆破振动安全允许标准序号保护对象类别安全允许振速cm/sV10Hz（10〜50）Hz（50〜100）Hz1土窑洞、土坯房、毛石房屋a0.5〜1.00.7〜1.21.1〜1.52一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物a2.0〜2.52.3〜2.82.7〜3.03钢筋混凝土结构房屋a3.0〜4.03.5〜4.54.2〜5.04一般古建筑与古迹b0.1〜0.30.2〜0.40.3〜0.55水工隧道C7〜156交通隧道C10〜207矿山巷道c15〜308水电站及发电厂中心控制室设备0.59新浇大体积混凝土d龄期：初凝〜3天龄期：3〜7天龄期：7〜28天2.0〜3.03.0〜7.07.0〜12注1:表注2：频考下列100HzE列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。页率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。选取频率时亦可参数据：硐室爆破V20Hz；深孔爆破10〜60Hz；浅孔爆破40〜。a：选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。b:省级以上（含省级）重点保护古建筑与古迹的安全允许振速、应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。C：选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、埋置深度、爆源方向、地震振动频率等因素。d:非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限值选取。综上所述，一般情况下把爆破振动速度控制在1cm/s以内，可以保证任何正常房屋不致受到破坏。我国《爆破安全规程》（GB6722-2014）对主要类型的建（构）筑物及新浇注大体积混凝土的爆破振动安全允许标准作了规定（见表4），并且规定：地面建筑物的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率；水

工隧道、交通隧道、矿山巷道、电站（厂）中心控制室设备、新浇大体积混凝土的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度。表5至表7列举了一些其它国家规定的爆破振动安全允许的标准，仅供参考；对于已经损坏的建筑物和坚固的钢筋混凝土结构物，其允许的振动速度见表8；对新浇灌的混凝土，其允许的振动速度分别见表9和表10。表5德国规定的爆破质点振动合速度安全标准（表5德国规定的爆破质点振动合速度安全标准（BRD-建（构）筑物类型频率质点振动速度（建（构）筑物类型频率质点振动速度（mm/s）频率质点振动速度（mm/s）一般民房<24Hz5.0>24Hz10.0印度规定的爆破质点振动速度安全标准建（构）筑物类型频率(Hz)振动合速度（mm/s）频率（Hz）振动合速度（mm/s）频率（Hz）振动合速度（mm/s）工业建筑及商业建筑<102010〜5020〜4050~10040~50民用建筑<10510〜505~1550~10015~20敏感性建筑<10310〜503〜850~1008~12表6瑞士规定的爆破质点振动合速度安全标准建（构）筑物类型频率（Hz）振动合速度（mm/s）频率（Hz）振动合速度（mm/s）钢结构、钢筋混凝土结构10~603060~9030~40砖混结构10~601860~9018~25砖石墙体、木楼阁10~601260~9012~18历史性敏感建筑10~60860~908~12表7

工业建筑<24Hz12.5>24Hz25.0古建筑物<24Hz2.0>24Hz5.0表8已损坏建筑物和坚固钢筋混凝土结构物的允许振动速度（cm/s）建（构）筑物的完好状况允许振速建（构）筑物的完好状况允许振速接近倒塌的或有历史价值的建筑物0.2有轻微陷凹但仍完整未损的建筑物1.0泥浆砌筑土坯木结构房屋0.4坚固的钢筋混凝土结构（船坞坞壁、机器底座等2