爆破測(cè)試技術(shù)

炸藥爆炸后，隨著傳播距離的增加，應(yīng)力波衰減為地震波。爆破地震波包括體積波和表面波。體積波由縱波(P波)、橫波(S波)組成。縱波是由爆源向外傳播的疏密波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致，一般表現(xiàn)為周期短、振幅?。粰M波是由爆源向外傳播的剪切波，一般表現(xiàn)為周期較長(zhǎng)，振幅較大；體積波在傳播途中，遇到地表、巖層層理和節(jié)理時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生反射和折射。表面波是沿介質(zhì)表面或分界面?zhèn)鞑サ牟?，它又分為勒夫?L波)和瑞利波(R波)。勒夫波的特征是質(zhì)點(diǎn)僅在水平橫向作剪切型振動(dòng)，它只有在半無(wú)限空間上至少覆有表面層時(shí)才出現(xiàn)；瑞利波存在于徑向和垂向構(gòu)成的平面內(nèi)，即在完全介質(zhì)中，它沒(méi)有橫向分布，瑞利波的質(zhì)點(diǎn)在垂直面上沿橢圓軌跡作后退式運(yùn)動(dòng)。造成地震破壞的主要是表面波中的瑞利波，這種波具有低頻、高能、衰減慢等特點(diǎn)。表示爆破地震破壞的強(qiáng)弱程度叫地震強(qiáng)度。地震強(qiáng)度一般用質(zhì)點(diǎn)位移、速度和加速度來(lái)表示。在工程實(shí)際中，多用質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度，有時(shí)也用振動(dòng)加速度的幅值代表地震波強(qiáng)度。

空氣沖擊波測(cè)試

空氣沖擊波是由裸露藥包爆破所產(chǎn)生的高壓爆生氣體，或者由裝置在巖石中的藥包爆炸產(chǎn)生高壓氣體，通過(guò)裂縫和孔口泄漏到大氣中，對(duì)周?chē)諝膺M(jìn)行沖擊和壓縮而形成的。空氣沖擊波的波峰壓力超過(guò)一定值后，會(huì)造成爆區(qū)附近建筑物的破壞和人類(lèi)器官的損傷?？諝鉀_擊波測(cè)試。常用的方法是測(cè)量空氣沖擊波的超壓和速度。

空氣沖擊波超壓測(cè)量 即測(cè)定某點(diǎn)空氣沖擊波壓力隨時(shí)間的變化曲線。測(cè)試系統(tǒng)一般包括：傳感器，它是接收空氣沖擊波信號(hào)的元件，有壓電式、電阻應(yīng)變式和電容式等多種;記錄裝置，把信號(hào)記錄下來(lái)的裝置，常用的有陰極射線示波器、記憶示波器和瞬態(tài)波形記錄儀等;信號(hào)放大裝置，它是將傳感器輸出的信號(hào)放大?？諝鉀_擊波波速測(cè)量 測(cè)量沖擊波通過(guò)已知兩點(diǎn)的時(shí)間，按兩點(diǎn)間已知距離求出平均速度。測(cè)試系統(tǒng)包括傳感器、放大裝置和時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x。

高速攝影觀測(cè)

用于爆破時(shí)觀測(cè)巖石的移動(dòng)、巖塊的拋擲和飛石的運(yùn)動(dòng)等過(guò)程，以及爆炸剩余氣體產(chǎn)物和堵塞材料的噴出過(guò)程。采用的高速攝影機(jī)有補(bǔ)償式和間歇式兩種。前者的最高拍攝頻率達(dá)32000～40000幅/s，后者為240～300幅/s。拍攝結(jié)果可采用圖相分析儀處理，從而能得到位移、速度和加速度的數(shù)據(jù)，并能獲得運(yùn)動(dòng)軌跡曲線。2100433B

爆破測(cè)試技術(shù)是指用于觀測(cè)和分析爆破影響和效果的技術(shù)，爆破測(cè)試的目的主要有以下幾方面：通過(guò)爆破測(cè)試，推求經(jīng)驗(yàn)公式，得出爆破影響規(guī)律，指導(dǎo)工程爆破；監(jiān)側(cè)被保護(hù)對(duì)象，控制爆破規(guī)模，避免民事糾紛，為工程驗(yàn)收和可能發(fā)生的司法程序提供依據(jù)；測(cè)定爆破影響范圍和程度；進(jìn)行試驗(yàn)研究，如建筑物的爆破震動(dòng)響應(yīng)特征等。

由于炸藥在建(構(gòu))筑物中爆炸時(shí)，同時(shí)在周?chē)橘|(zhì)中誘發(fā)了振動(dòng)，并通過(guò)大地向周?chē)鷤鞑?，給附近建筑物帶來(lái)破壞效應(yīng)及影響。因此，怎樣正確地認(rèn)識(shí)爆破地震強(qiáng)度及相關(guān)影響因素，利用爆破測(cè)試技術(shù)，對(duì)爆區(qū)附近被保護(hù)建筑物和正在運(yùn)行的設(shè)備基礎(chǔ)布點(diǎn)進(jìn)行爆破振動(dòng)測(cè)試，并通過(guò)采取各種控制爆破振動(dòng)的措施，來(lái)控制一次爆破規(guī)模及危害，以選擇最佳爆破方案來(lái)保證建筑物和運(yùn)行設(shè)備的安全，顯得至關(guān)重要。

《爆破安全規(guī)程》第8. 2、8. 3條明文規(guī)定，“一般建筑物和構(gòu)筑物的爆破地震安全性應(yīng)滿(mǎn)足安全震動(dòng)速度的要求”，“在特殊建(構(gòu))筑物附近或爆破條件復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行爆破時(shí)，必須進(jìn)行必要的爆破地震效應(yīng)的監(jiān)測(cè)和專(zhuān)門(mén)試驗(yàn)，以確保被保護(hù)物的安全性”。爆破地震效應(yīng)的測(cè)試工作，已在工程中廣泛開(kāi)展，測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試技術(shù)將成為爆破專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍的生存手段。國(guó)內(nèi)外測(cè)試技術(shù)的主要應(yīng)用范疇是：

通過(guò)小型爆破試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)振，以了解爆破地震波的時(shí)程曲線特征，然后利用數(shù)?；蚪?jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算擬采用爆破方案的地震效應(yīng)，預(yù)報(bào)爆破地震強(qiáng)度及評(píng)價(jià)建(構(gòu))筑物的安全，進(jìn)而對(duì)爆破方案進(jìn)行修改、限制和優(yōu)化。

在擴(kuò)建、改造工程中，對(duì)爆區(qū)附近建筑物和正在運(yùn)行的設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行地震監(jiān)測(cè)，以控制一次爆破規(guī)模。在工期較小的爆破工程中，使某些特定位置的地震強(qiáng)度受到監(jiān)控，以保證建筑物和運(yùn)行設(shè)備的安全。在實(shí)施爆破工程時(shí)，對(duì)特殊建(構(gòu))筑物、可能引起民事糾紛的地段或建筑物進(jìn)行地震監(jiān)測(cè)，為工程驗(yàn)收和可能發(fā)生的司法程序提供依據(jù)。

在建筑物上進(jìn)行測(cè)振，研究建筑物對(duì)爆破地震的反應(yīng)譜，為計(jì)算建筑物受力狀態(tài)提供荷載條件。爆破震動(dòng)測(cè)試內(nèi)容及方法研究爆破過(guò)程中地震的衰減規(guī)律，地質(zhì)構(gòu)造及地形條件相對(duì)應(yīng)的影響，地震波參數(shù)和爆破方式的關(guān)系。

研究建筑物、構(gòu)筑物對(duì)于爆破震動(dòng)的響應(yīng)特征，這一響應(yīng)特征和爆破方式、構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的關(guān)系。在測(cè)試方法上，兩者有相同或相似之處，但對(duì)振動(dòng)的分析，對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求方面則不全相同。爆破震動(dòng)測(cè)試內(nèi)容包括：地表質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度測(cè)試；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移測(cè)試；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加速度測(cè)試；建筑物的反應(yīng)譜測(cè)試；發(fā)展了巖體介質(zhì)反應(yīng)譜測(cè)試，如巖體邊坡爆破震動(dòng)反應(yīng)譜測(cè)試。但開(kāi)展最普遍、工程上應(yīng)用最多的仍是振動(dòng)速度測(cè)試。

在爆破震動(dòng)測(cè)試中，采用最多的是電測(cè)方法。它利用敏感元件在磁場(chǎng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生與振動(dòng)成一定比例關(guān)系的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大器和記錄裝置得到振動(dòng)信號(hào)。按所測(cè)物理量的不同，傳感器有位移計(jì)、速度計(jì)、加速度計(jì)。按傳感器位移量的大小，可分為強(qiáng)震儀、中強(qiáng)震儀及弱震儀 。

爆破（英語(yǔ)：blasting，blast）是指采取一定措施、利用爆炸性物質(zhì)的爆炸能量對(duì)周?chē)橘|(zhì)產(chǎn)生劇烈作用，以達(dá)到預(yù)定目標(biāo)的操作。

廣義的爆破泛指一切利用爆炸性物質(zhì)的爆炸能量來(lái)達(dá)到預(yù)定目標(biāo)的操作，如采礦爆破、建（構(gòu)）筑物拆除爆破、廢棄彈藥銷(xiāo)毀爆破、軍事目標(biāo)爆破、恐怖襲擊爆破等。

狹義的爆破主要指利用炸藥的爆炸能量對(duì)介質(zhì)做功來(lái)達(dá)到預(yù)定工程目標(biāo)的操作，如采礦爆破、建（構(gòu)）筑物拆除爆破、巖土開(kāi)挖爆破、清淤炸礁爆破、爆炸加工（含金屬破碎切割）、聚能爆破、地震勘探爆破、滅火爆破、堰塞壩搶險(xiǎn)爆破等。

而工程界中常說(shuō)的靜態(tài)爆破只是通過(guò)化學(xué)膨脹劑反應(yīng)來(lái)對(duì)周?chē)橘|(zhì)產(chǎn)生較為緩慢的壓力作用，而非一種爆破方法。 2100433B

炸藥在巖體中爆炸時(shí)，部分能量轉(zhuǎn)化為彈性波，在地殼中傳播引起的震動(dòng)。爆破地震對(duì)爆區(qū)周?chē)ㄖ锱c構(gòu)筑物的破壞影響，稱(chēng)爆破地震效應(yīng)。

目前多以質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度作為爆破地震對(duì)建筑物、構(gòu)筑物破壞效應(yīng)的判據(jù),通常用經(jīng)驗(yàn)公式V=K(Q/R)計(jì)算。式中V為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度(cm/s)；K為與場(chǎng)地條件、爆破方式有關(guān)的系數(shù);Q為分段爆破的最大一段裝藥量或齊發(fā)爆破的總裝藥量(kg);R為裝藥中心至被保護(hù)目標(biāo)點(diǎn)的距離(m)；n為系數(shù)，n為1/3至1/2；α為地震波衰減指數(shù)。K、α 的變化范圍很大，可按類(lèi)似條件選取或以一定比例的試驗(yàn)確定。

爆破地震對(duì)建筑物、構(gòu)筑物的破壞判據(jù)，多以非結(jié)構(gòu)性損壞作臨界標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)普通地面建筑物，一般規(guī)定爆破振動(dòng)速度不大于5cm/s。采用微差爆破、預(yù)裂爆破、緩沖爆破和改變起爆順序等，是降低爆破地震的有效措施。