爆破振動監(jiān)測儀器

1.爆破施工安全評估

2.爆破設計驗證與優(yōu)化

3.爆破振動數(shù)據備案和教學

4.建筑施工監(jiān)測

01振動vibration

相對于固體、液體或空氣中一固定參照點的連續(xù)周期性位移變化。

02振動測量vibration measurement

振動測量用來評估爆破損壞構筑物的可能性，通常測量的振動參數(shù)有：質點的位移(U)、速度(V)和加速度(ɑ)和/或記錄振動的頻率(?)和衰減(Q)。

03振動參數(shù)vibration parameters

用于描述地層振動的物理量，如質點位移(U)，質點速度(y)，質點加速度(ɑ)，頻率(?)和衰減(Q)。

04振動計vibrograph

振動測量儀表，以質點位移(U)，質點速度(V)或質點加速度(ɑ)形式用圖表示出機械振動(爆破振動)。

05相對振動速度relative vibration velocity

垂直粒子振動速度(A_V)和其上有建筑物的地層P波速度(C_P)的幅度之比。該量可表示因地層振動致使建筑物形成的破壞。

06人對振動的反應human response to vibrations

指人對不同級別振動的敷應。

07地面振動ground vibration

爆破或打壓等引發(fā)的彈性波對地面的振動，用質點振動速度表征。地面振動通常由每秒毫米來度量對巖石或建筑物破壞程度。當測定由于爆炸導致的對電器元件的破壞時，如計算機，則以振動加速度來作為評價和確認爆破的破壞能力。

08面振動傳播的標度ground vibration transmission calibration

指確定某個地區(qū)的地面振動傳播特征。

09爆破振動監(jiān)測blast vibration monitoring

測試地面周圍爆破振動或者爆區(qū)附近空氣壓力的技術。

10爆破地震效應effect of blasting vibration

爆破地震效應是炸藥在巖土等介質中爆炸時，其中部分能量以彈性波的形式在地殼中傳播而引起爆區(qū)附近的地層振動的現(xiàn)象。

11礦山爆破地震ground vibrations due to blasting in mine

礦山爆破引起的地表振動。這種振動超過某一極限，就會使該處的建(構)筑物遭到一定程度的破壞，甚至倒塌，造成人員傷亡、設備損壞、巷道片幫、冒頂和露天礦邊坡滑落等危害。

12礦山爆破地震效應觀測observation of ground vibration effect from blasting in mine

直觀和用儀器對礦山爆破地震參數(shù)及其效應進行觀測、描述和記錄的過程。爆破地震效應觀測包括地表振動參數(shù)的測量和建(構)筑物被破壞情況的調查。

13微震監(jiān)測micro-seismic monitoring

根據聲發(fā)射同時產生微震的原理，采用某種儀器去監(jiān)收微震頻率，確定發(fā)生微震位置，以預報巖體發(fā)生破壞的可能性與發(fā)生的時間。

14遠震distant earthquake

按測點與震中的距離，地震可分為以下三種情況：遠震、近震、地方震。遠震——震中距離大于1000km；

15近震near earthquake

近震——震中距離為100～1000km，爆破地震一般屬于近震范圍。

16地方震local earthquake

地方震——震中距離小于100km。

17人工振動cultural vibration

采用人工振源而引起的振動。

18爆破地震和天然地震的比較comparison between blasting viberation and seismic viberation

爆破地震和天然地震有相似之處是二者都是急劇釋放能量，并以波動的形式向外傳播，從而引起介質的質點振動，產生地震效應。不同之處：1)爆破地震振動幅值雖大，但衰減快，破壞范圍不大；2)爆破地震地面加速度頻率較高；3)爆破地震持續(xù)時間很短。而天然地震則相反。

19用質點振速表示爆破地震效應強度的原因reasons for using particle viberating velocity to illustrate blasting viberation intensilty

1)質點振動速度不受覆蓋層類型及其厚度的影響。

2)可適用于不同的測量儀器、不同的測量方法和不同的爆破條件。

3)結構的破壞與質點振動速度的相關關系比位移或加速度更為密切。

20爆破振動的安全距離safty distance of blasting viberation

也稱爆破振動安全允許距離，即從安全角度考慮的允許距離。

21振動幅值amplitude；displacement

爆破振動位移量，單位為mm。

22振動安全裝藥量salty charge quantity for blasting viberation

從安全角度出發(fā)，一次爆破允許的安全裝藥量稱為振動安全裝藥量。

23自然頻率natural frequency；natural vibration frequency

也稱自然振動頻率，物體或體系在沒有約束和外力激發(fā)下的振動頻率，單位為Hz或c/s。

24傳感器sensor

傳感器是將被測非電物理量按一定規(guī)律轉換為電量的裝置，是實現(xiàn)測量目的的首要環(huán)節(jié)和采集原始信息的關鍵器件。

25中間變換器intermediate transformer

中間變換器是把傳感器輸出的電量變換為易于顯示、記錄和處理的電路。它的種類常由傳感器的類型而定。

26記錄裝置recording device

記錄裝置系將信號變?yōu)槿藗兏泄偎芙邮艿男问?，以便于觀察分析和記錄保存。

27非電量皂測系統(tǒng)electronic measuring system of noneletric quantity

非電量電測系統(tǒng)的基本組成為傳感器、中間交換器(放大器)及記錄裝置三個部分。此外，隨著測試技術的發(fā)展和測量目的的不同，在三個基本環(huán)節(jié)的基礎上還可以增添數(shù)據采集的自動控制、測量結果的自動分析等。

28測試系統(tǒng)靜態(tài)特性static characteristics of a measuring system

測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性是指被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)時測量系統(tǒng)的輸出與輸入的關系，通常用非線性、靈敏度和回程誤差等指標來表征。

29測試系統(tǒng)的動態(tài)特性dynamic characteristics of a measuring system

測試系統(tǒng)的動態(tài)特性是指測試系統(tǒng)的響應與動態(tài)激勵之間的函數(shù)關系。一般來說，大部分模擬式儀表的動態(tài)特性都可用微分方程或傳遞函數(shù)來描述。

30爆破振動強度blasting viberation strength

爆破振動強度用介質質點的運動物理量來描述，包括質點位移、速度和加速度。在工程爆破中，多用質點振動速度。

31應變式測振儀strain vibrometer

應變式測振儀又稱為電阻應變儀，拾振器使用電阻式加速度計和位移計，頻響可以從OHz開始，低頻響應好，阻抗低，使用長導線易受干擾。

32磁電式測振儀magneto-electric vibrometer

磁電式測振儀使用磁電式拾振器。這種拾振器輸出信號強，阻抗中等，較長的傳輸信號線對信號影響較小，抗干擾能力強，可用來測試振動位移、速度和加速度。典型應用最多的是中科院成都分院 中科TC-4850爆破測振儀。

33壓電式測振儀piezoelectric detector

壓電式測振儀使用壓電式拾振器，主要測量振動加速度。壓電式加速度計輸出阻抗高，信號進入放大器前必須進行電荷放大或阻抗變換。其系統(tǒng)頻帶寬，但抗干擾能力差，易受電磁場的影響，因此對導線和插件要求有較高的絕緣電阻，以免影響系統(tǒng)阻抗。

34高速攝影high-speed photograph

高速攝影是把高速變化過程的空間信息和時間信息聯(lián)系在一起用攝影進行記錄的方法。2100433B

在現(xiàn)代施工中，爆破施工技術廣泛應用于高鐵隧道建設、公路及高速公路隧道建設、建筑物拆除、礦山開采等。由于施工環(huán)境工況復雜（包括施工現(xiàn)場地質、爆破施工技術、周邊環(huán)境等），因此在爆破施工過程中風險較大、難度較高。

很多爆破工程常常會在進行爆破作業(yè)時為了能客觀地說明爆破振動、空氣沖擊波、水激波和噪音對周邊環(huán)境及人們工作、生活的影響，對被保護目標由于爆破引起的振動、空氣沖擊波和噪音進行實時監(jiān)測就顯得尤其重要。通過對隧道爆破振動進行監(jiān)測，一是可以了解和掌握爆破地震波的特征、傳播規(guī)律以及對周邊環(huán)境的影響、破壞機理等；二是根據測試結果可及時調整爆破參數(shù)和施工方法，制定防震措施，指導爆破安全作業(yè)，避免或減少爆破振動的危害作用。[1]

爆破振動智能監(jiān)測儀除了具備傳統(tǒng)的振動傳感器所具備的隧道爆破振動數(shù)據采集、A/D轉化功能（部分振動傳感器具有數(shù)據存儲的功能），還應該具備能夠獨立完成數(shù)據分析、存儲、無線傳輸?shù)墓δ埽o需再配分析儀、測振儀），并具備集成化高、體積小、更便攜、可靠性強適應各種惡劣隧道施工環(huán)境等優(yōu)點，由于在爆破施工現(xiàn)場需要對多個監(jiān)測點進行同步爆破振動監(jiān)測，因此爆破振動監(jiān)測智能傳感器還應具備智能組網、同步測量的功能。爆破振動智能監(jiān)測儀運用物聯(lián)網、無線4G/5G通信、智能云、嵌入式軟件技術等新技術，從而使其智能化的優(yōu)勢體現(xiàn)，這是與傳統(tǒng)的隧道爆破振動監(jiān)測傳感器、振動檢測儀不同的。因此，爆破振動智能監(jiān)測儀在高鐵隧道建設、公路及高速公路隧道建設、、建筑物拆除、礦山開采等領域的爆破生產作業(yè)和試驗現(xiàn)場中使用。

通過使用爆破振動智能監(jiān)測儀對爆破施工現(xiàn)場多個監(jiān)測點位振動參數(shù)（三向速度、加速度）的同步實時監(jiān)測，實時采集各監(jiān)測點位相關振動數(shù)據，反映爆破施工產生的振動對周邊的影響。運用其高度集成化、一體化、智能化等特點保障爆破施工過程中的生產效率、生產資料、生產安全，降低生產風險。

1 爆破振動的產生與傳播

1．1 爆破地震波與波動方程

1．2 爆破地震波的傳播特性

2 爆破地震效應分析

2．1 天然地震及爆破地震的特征

2．2 爆破振動信號分析

2．3 爆破振動傳播特性分析

3 爆破地震預報

3．1 常規(guī)統(tǒng)計預報方法

3．2 單孔疊加仿真預報方法

3．3 新型爆破振動預報方法應用實例

3．4 小結

4 爆破振動測試與分析

4．1 爆破振動的測試方法

4．2 爆破振動的測量儀器選擇

4．3 爆破振動測量儀器的標定

4．4 傳感器的同定安裝

4．5 爆破振動的測量記錄

4．6 誤差分析和經驗公式的建立

5 各類爆破工程的振動特征分析

5．1 洞室爆破或大規(guī)模深孔爆破

5．2 深孔爆破

5．3 淺孔爆破

5．4 凍土爆破振動效應的特點

5．5 軟土中爆破振動效應的特點

5．6 隧道爆破

5．7 拆除爆破

6 爆破振動控制技術

6．1 爆破振動常規(guī)控制技術

6．2 應用數(shù)碼電子雷管實現(xiàn)干擾降振技術

7 爆破振動安全標準探討

7．1 爆破振動對人體的影響

7．2 爆破振動對建(構)筑物結構的影響

7．3 爆破振動對地下隧道的穩(wěn)定性影響

7．4 爆破振動對基巖和邊坡的影響

7．5 爆破對水生物的影響

7．6 爆破振動對新澆混凝土影響的安全判據標準

7．7 核電工程中的爆破振動安全判據

7．8 鐵路工程中的爆破振動安全標準

7．9 爆破振動破壞標準的判據研究

7．10 我國及部分國家制定的爆破振動安全允許標準

參考文獻2100433B