群孔齐发爆破岩体振动频谱特性研究

基于理论分析推导出群孔等效爆炸荷载的频域表达式,并代入黏性岩体爆破振动速度幅值谱表达式中,得到群孔齐发爆破激发的岩体振动速度幅值谱表达式。针对露天台阶深孔爆破,以正方形布置的四孔爆破作为研究对象,研究群孔齐发爆破岩体振动频率的影响因素及主频衰减机制。结果表明:群孔齐发起爆激发的振动速度幅值谱随爆心距、炮孔间距、单孔药量的增大,频谱结构由高频向低频偏移,其中随爆心距或炮孔间距的增大,爆破振动主频呈现出明显的衰减,且爆炸荷载的上升时间及下降时间直接影响爆破振动频谱的成分比例。对比三种典型岩石参数条件下的爆破振动主频衰减规律,发现主频与岩体弹性模量及纵波波速成正比,而主频衰减速度与岩体弹性模量及纵波波速成反比,其中锦屏大理岩中爆破激发的振动频率较小,且主频衰减速度最快。

炮孔近区岩体振动主频及能量的数值模拟

为了控制岩体爆破对保留岩体造成的破坏和损伤,针对炮孔近区爆破振动频率及能量变化问题,利用动力有限元数值模拟方法研究了单孔爆破10 m范围内爆心距、不耦合系数与爆破振动主频及能量的变化规律。结果发现爆破振动主频并不是随着爆心距的增大而单调递减,并且随着不耦合系数的增大同一爆心距位置处的振动主频先增大后减小再增大;爆破振动能量衰减向主频段靠拢并且随不耦合系数的增大变化浮动较小。