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拆除爆破塌落振动的特性

川渝拆除17713551981

在物质世界中,波是物质运动的一种普遍现象。欲研究拆除爆破塌落振动及其危害,就必须研究塌落振动的产生、在介质中的传播和衰减规律等。

1)塌落触地地震波的产生

爆破拆除高耸建(构)筑物时,下落过程中塌落体之间及塌落体与地面之间产生碰撞。在碰撞过程中,建(构)筑物塌落过程释放的势能要对结构做功,除用于形成机械铰和转化为使梁、柱、墙、筒体等结构变形、破坏、破碎、解体等的变形外,还有一部分能量转化为塌落触地的动能。而塌落触地动能的一部分使地面介质产生振动。爆破拆除建(构)筑物触地引起的振动首先转变成应力波,它在一定距离后衰减成地震波,最终以地震波的形式向外传播,波动的能量是靠触地时的冲击获得。在形成触地地震波的过程中,塌落触地的动能部分地被土体吸收,吸收的能量以P波、S波和R波三种形式按一定比例在土体中传播。 MillergF和 Pursey研究了半无限弹性表面在圆形竖向谐振(频率ω)荷载作用下的反应及P波、S波、R波的能量分配问题,其位移和应力解答是在离触地点振源距离(柱坐标r,z,或球坐标R)较大,且振源半径()很小的情况下(7≤0.5)的渐进解,认为泊松比U=0.25时,P波占6.9%,S波占25.8%,R波占67.3%。 MillergF和 Pursey的解答认为,在距离振源较远处,由于体波已经比瑞利波弱得多,而且不同形式的波在不同距离处其能量密度是不同的,因为应力位移不是距离的线性函数,这样得到的波的能量分配在远处是可行的,但是在近处或泊松比较高或具有高饱和度乃至完全饱和(υ=0.49~0.50)的土体,P波和S波携带的总能量可能比远处时要高些。拆除爆破建(构)筑物时,主要是分析触地地震波对其周围一定距离处的影响,并且场地的土体一般满足U≈0.25,所以触地地震波的能量按上述的比例分配。

2)天然地震爆破振动与塌落振动的异同点

(1)相似点

天然地震、爆破振动和塌落振动引起建(构)筑物的破坏杋理相似,都是由于能量释放,并以地震波形式向外传播,引起地表振动而产生破坏效应。它们造成的破坏程度又都受地形、地质等因素的影响。塌落振动、爆破振动和天然地震效应的研究均属于地震工程学的研究范畴。三者在数学描述上具有简单相似性。在距离振源较远时,天然地震爆破振动与塌落振动都是一维地震弹性波在阻尼介质中逐渐衰减的过程,其波动方程为:

(7-7)(7-7)

式中:—波圆周频率,rad/s;

R—阻尼系数,B36=y/2m;

m—质量,kg;

y阻尼常数。

(2)不同点

主要表现在频率不同、持续时间不同、时频域能量分布特征不同、波及范围不同、携带能量不同、振动强度不同。具体区别示于表7-11

天然地震、爆破振动与塌落触地振动的不同点  表7-11

天然地震、爆破振动与塌落触地振动的不同点  表7-11



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