陳 晨，嚴(yán)賢斌，牛志衛(wèi)，程經(jīng)濟(jì)

(1. 河南理工大學(xué) 土木工程學(xué)院， 河南焦作 454003； 2. 洛陽(yáng)市公安局治安支隊(duì)， 河南洛陽(yáng) 471003； 3. 焦作千業(yè)新材料有限公司， 河南焦作 454100)

我國(guó)大多數(shù)土石方工程，如場(chǎng)地平整、路基開(kāi)挖和人防工程開(kāi)挖等，伴隨著場(chǎng)地爆破作業(yè)。隨著爆破技術(shù)的廣泛應(yīng)用，爆破作業(yè)帶來(lái)的振動(dòng)問(wèn)題稱(chēng)為爆破公害最重要的研究課題之一。李安民[1]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，爆破振動(dòng)持續(xù)時(shí)間與測(cè)點(diǎn)距爆心距離無(wú)關(guān)或關(guān)系不大，與爆破參數(shù)及測(cè)點(diǎn)處的地質(zhì)條件有關(guān)，且爆破參數(shù)的影響最明顯。相志斌等[2]通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用電子雷管逐孔松動(dòng)爆破方法，顯著降低了爆破振動(dòng)。王鑫堯[3]采用淺孔逐孔臺(tái)階微差松動(dòng)爆破技術(shù)方案，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析得出，爆破振速在安全允許范圍內(nèi)，最大單孔藥量增減幅度小于0.4 kg時(shí)，爆破對(duì)質(zhì)點(diǎn)峰值振速的影響較小。呂淑然等[4]采用數(shù)碼電子雷管與某高精度導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行系列對(duì)比爆破試驗(yàn)研究，優(yōu)化得到數(shù)碼電子雷管最佳延時(shí)間隔，使采場(chǎng)爆破效果得到改善，爆破振動(dòng)明顯降低。許廣山[5]研究發(fā)現(xiàn)，土石方控制爆破中，建筑物爆破振動(dòng)速度遠(yuǎn)大于地面振動(dòng)速度。楊育[6]采用數(shù)值模擬對(duì)比分析得出：在淺孔臺(tái)階爆破中，爆破降振效果最佳的孔間延時(shí)為5 ms；在深孔臺(tái)階爆破中，爆破降振最佳的孔間延時(shí)為7～10 ms，實(shí)際施工中數(shù)碼雷管減振的最佳孔間延時(shí)為5～10 ms。汪海波等[7]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，得出深孔松動(dòng)爆破振動(dòng)的持續(xù)時(shí)間約為150 ms，振動(dòng)速度3方向分量中徑向分量最大；主振頻率為40～60 Hz，能量主要集中在30～65 Hz的頻帶范圍內(nèi)，高于一般結(jié)構(gòu)的自振頻率。付天光等[8]采用逐孔起爆微差爆破技術(shù)，分析了合理微差時(shí)間的選擇過(guò)程及爆破網(wǎng)路安全性問(wèn)題，并進(jìn)行了工程實(shí)踐。魏格平等[9]探索了復(fù)雜環(huán)境下大規(guī)模深孔臺(tái)階爆破振動(dòng)的傳播規(guī)律，采取逐孔起爆及孔內(nèi)分段爆破技術(shù)嚴(yán)格控制單段最大起爆藥量，利用開(kāi)挖減振溝、預(yù)裂縫及調(diào)整爆破起爆方向等措施達(dá)到綜合減振的效果。李金鑄等[10]采用淺孔臺(tái)階爆破、二次爆及樁孔爆破相結(jié)合的措施進(jìn)行了城市復(fù)雜環(huán)境下場(chǎng)地平整爆破設(shè)計(jì)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)得到了該場(chǎng)地的爆破地震波衰減規(guī)律。傅洪賢等[11]在隧道內(nèi)進(jìn)行電子雷管降振試驗(yàn)和電子雷管與非電自雷管聯(lián)合降振試驗(yàn)，對(duì)隧道電子雷管爆破降振機(jī)制進(jìn)行了研究，提出了隧道電子雷管單孔連續(xù)起爆降振技術(shù)和電子雷管與非電子雷管聯(lián)合降振技術(shù)，取得了提高進(jìn)尺和降低振速的雙重效果。田振農(nóng)等[12]根據(jù)電子雷管起爆延時(shí)精度高的特點(diǎn)，借鑒干擾減震的思想，提出并討論了錯(cuò)相減震機(jī)理，應(yīng)用于城市隧道爆破工程中，達(dá)到了理想的減震效果。Lee等[13]為控制隧道爆破施工中的振動(dòng)和噪聲，通過(guò)結(jié)合使用數(shù)碼雷管和非電子雷管進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，數(shù)碼雷管和非電雷管的結(jié)合使用不僅可降低成本，控制爆破振動(dòng)和降低噪音，且可最大程度地減少對(duì)圍巖的過(guò)度破壞。Choi等[14]對(duì)數(shù)碼雷管的地面爆破振動(dòng)特性進(jìn)行了研究，包括振速、延遲電荷及頻率等。國(guó)外也有一些學(xué)者將數(shù)碼雷管應(yīng)用于隧道爆破振動(dòng)控制中，顯著提高了爆破效果[15-17]。

綜上，學(xué)者們開(kāi)展了數(shù)碼雷管爆破技術(shù)及應(yīng)用的研究，并對(duì)爆破振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行分析，取得了一定的成果，有效指導(dǎo)了工程實(shí)踐。其中，爆破振動(dòng)影響的研究主要集中在地表及地表上建筑物的振動(dòng)數(shù)據(jù)分析，針對(duì)新澆混凝土基礎(chǔ)方面的振動(dòng)影響研究較少。由于爆破振動(dòng)對(duì)新澆筑混凝土基礎(chǔ)影響問(wèn)題的復(fù)雜性及現(xiàn)場(chǎng)破壞性試驗(yàn)方面的限制，需更多的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)來(lái)總結(jié)影響規(guī)律。本文以焦作市東部商砼產(chǎn)業(yè)園現(xiàn)場(chǎng)工程爆破為背景，開(kāi)展土石方松動(dòng)爆破設(shè)計(jì)，并結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)探究爆破誘發(fā)新澆混凝土基礎(chǔ)的振動(dòng)響應(yīng)特征。

1 工程背景

焦作市東部商砼產(chǎn)業(yè)園(一期)項(xiàng)目包括1條2 500 t·h-1精品砂石骨料生產(chǎn)線和3條8×105m3預(yù)拌商品混凝土生產(chǎn)線。根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，將對(duì)園區(qū)實(shí)施大型土石方爆破開(kāi)挖作業(yè)。園區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)有7個(gè)儲(chǔ)料倉(cāng)，如圖1所示。

每個(gè)料倉(cāng)需開(kāi)挖上覆黏土及砂礫層至穩(wěn)定基巖，并澆筑混凝土基礎(chǔ)，其中，1～5號(hào)倉(cāng)直徑為26 m，6號(hào)倉(cāng)直徑為20 m，7號(hào)倉(cāng)直徑為16 m。東側(cè)1～3號(hào)倉(cāng)已開(kāi)挖完畢，基坑開(kāi)挖深度為11 m，邊坡兩側(cè)采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，邊坡角度為60°，如圖2所示。結(jié)合工程進(jìn)度，此次爆破作業(yè)將對(duì)西側(cè)4～7號(hào)倉(cāng)基礎(chǔ)進(jìn)行爆破剝離，總開(kāi)挖方量約12 890 m3。爆破時(shí)，1～2號(hào)倉(cāng)已澆筑齡期僅4 d的C20素混凝土基礎(chǔ)，深度為1～2 m，體積約為2 400 m3。為保證新澆筑混凝土基礎(chǔ)的安全，減小爆破開(kāi)挖對(duì)既有基礎(chǔ)的影響，開(kāi)展爆破設(shè)計(jì)與振動(dòng)監(jiān)測(cè)。

2 爆破方案設(shè)計(jì)

總體爆破方案設(shè)計(jì)為松動(dòng)爆破，采用數(shù)碼電子雷管毫秒延時(shí)逐孔控制爆破技術(shù)，通過(guò)控制最大單段藥量以減少爆破振動(dòng)。

2.1 爆破器材

炸藥選擇巖石膨化硝銨新型粉狀工業(yè)炸藥，應(yīng)用特種表面復(fù)合活性劑，將硝酸銨和高熱值油相材料混合，經(jīng)膨化結(jié)晶工藝制得膨化硝銨再與木粉混合制得，具有威力高、無(wú)污染、不吸濕、不結(jié)塊、密度小及爆炸后有毒氣體生產(chǎn)量小等優(yōu)點(diǎn)，符合GB 28286—2012《工業(yè)炸藥通用技術(shù)條件》的要求。其中，水分≤0.30%，猛度≥12 mm，殉爆≥4 cm，爆速≥3 200 m·s-1。

選用湖北衛(wèi)東控股集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的數(shù)碼雷管，配備銥缽起爆系統(tǒng)，具有抗靜電、抗雜散電流、抗射頻及抗交直流電等優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)置獨(dú)立的身份證號(hào)和密碼，配備專(zhuān)用的起爆設(shè)備，密碼授權(quán)起爆，最小延時(shí)間隔為1 ms，保證了起爆系統(tǒng)的安全、可靠和高精度。

2.2 鉆眼參數(shù)

2.2.1 鉆孔直徑d

考慮炮孔利用率，爆破施工效率，爆破經(jīng)濟(jì)性等因素，結(jié)合現(xiàn)有石方爆破的先進(jìn)施工經(jīng)驗(yàn)，鉆孔直徑d取90 mm，采用履帶式潛孔鉆機(jī)鉆孔。

2.2.2 鉆孔深度L及超深h

根據(jù)前期地質(zhì)勘察資料，基礎(chǔ)開(kāi)挖深度至穩(wěn)定基巖即可，因此設(shè)計(jì)4號(hào)倉(cāng)臨近基坑處兩排孔深度為10 m，4～5號(hào)倉(cāng)深度為8 m，6～7號(hào)倉(cāng)深度為7 m。超深h取炮孔深度的5%～10%。為減少爆破對(duì)基巖的過(guò)度損傷，取h=0.5 m，可實(shí)現(xiàn)一次開(kāi)挖到底的效果，減少頻繁爆破擾動(dòng)對(duì)新澆混凝土基礎(chǔ)的影響。

2.2.3 孔距a與排距b

取炮孔密集系數(shù)m=1.2，即a=1.2b；經(jīng)計(jì)算，b=2.55 m，a=3.06 m，孔距取3.0 m，排距取2.5 m。由于4號(hào)倉(cāng)距離基坑較近，存在臨空面，預(yù)留4 m保護(hù)層，即最小抵抗線為4 m。

2.3 裝藥參數(shù)

2.3.1 炸藥單耗q

在深孔爆破中，炸藥單耗q一般根據(jù)爆破塊度尺寸要求、巖石的堅(jiān)固性、炸藥種類(lèi)、自由面條件和施工技術(shù)等因素綜合確定。設(shè)計(jì)時(shí)參照類(lèi)似工程的實(shí)際單位炸藥消耗量選取，通常參照表1選取。根據(jù)類(lèi)似工程施工經(jīng)驗(yàn)及施工要求，以巖石硝銨炸藥為標(biāo)準(zhǔn)，本文中q取0.45 kg·m-3。

表1 炸藥單耗選取參考表Tab.1 Reference parameters of explosive consumption

2.3.2 單孔裝藥量

裝藥密度為0.6～1.0 g·cm-3，直徑90 mm的炮孔每米裝藥量為3.81～6.36 kg。由于4號(hào)倉(cāng)距離基坑較近，第一排單孔裝藥量為25 kg，其余孔裝藥量均為30 kg。

2.3.3 裝藥結(jié)構(gòu)

裝藥結(jié)構(gòu)采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)形式，采用單發(fā)數(shù)碼電子雷管起爆方式，雷管裝在藥柱中部。確定合理的堵塞長(zhǎng)度和保證堵塞質(zhì)量，對(duì)改善爆破效果和提高炸藥能量利用率具有重要作用；堵塞長(zhǎng)度Lt=(20～30)d=1.8～2.7 m，考慮實(shí)際抵抗線，取Lt=2.5 m。深孔控制爆破堵塞采用鉆孔碴回填，并用炮棍搗實(shí)。

2.4 爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)

在爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮自由面、裝藥量和起爆順序等對(duì)爆破振動(dòng)的影響。4、5、6號(hào)倉(cāng)距離較近，且4號(hào)倉(cāng)存在臨空面，考慮從4號(hào)倉(cāng)到6號(hào)倉(cāng)的起爆順序，布孔方式采用矩形布孔。由于7號(hào)倉(cāng)與6號(hào)倉(cāng)的位置關(guān)系，不便利用自由面，且距離混凝土基礎(chǔ)較遠(yuǎn)，引起的振動(dòng)相對(duì)較小，采用環(huán)形布孔方式。本次爆破以減震和控制飛石等為主要目的，采用逐孔松動(dòng)爆破，起爆網(wǎng)路及炮孔布置如圖1所示。4號(hào)倉(cāng)-7號(hào)倉(cāng)設(shè)計(jì)共189個(gè)孔，分86段，總延時(shí)為1 700 ms，段間間隔為20 ms。設(shè)計(jì)單段最大藥量為120 kg，總藥量為6 086 kg。

3 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析

3.1 振動(dòng)監(jiān)測(cè)

測(cè)振儀器采用成都中科測(cè)控TC-4850爆破測(cè)振儀，配備高度智能化自帶嵌入式計(jì)算機(jī)模塊；采樣后能立即預(yù)覽最大值、頻率及波形等參數(shù)。配備3維一體速度傳感器,并配套3矢量合成分析軟件[18]。在新澆混凝土基礎(chǔ)表面，由近到遠(yuǎn)等間距7 m布置6個(gè)測(cè)點(diǎn)，如圖1所示。各測(cè)點(diǎn)傳感器x向指向?yàn)槠饻y(cè)點(diǎn)與爆源的徑向，y向?yàn)闇y(cè)點(diǎn)與爆點(diǎn)切線方向，z向?yàn)樨Q直方向。

起爆后，根據(jù)數(shù)碼電子雷管延時(shí)的設(shè)定，爆破由4號(hào)倉(cāng)爆區(qū)依次向7號(hào)爆區(qū)傳爆。爆破過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)飛石，爆破沖擊力使各爆區(qū)地表上層土體出現(xiàn)少部分拱起，如圖3所示。爆破后基坑邊坡穩(wěn)定性良好，4號(hào)倉(cāng)臨空面邊坡僅出現(xiàn)了少量浮土滑落，爆破達(dá)到了預(yù)期的松動(dòng)效果。現(xiàn)場(chǎng)土石方開(kāi)挖后，未出現(xiàn)遺留根底的情況，實(shí)現(xiàn)了一次爆破成型，一方面加快了工程進(jìn)度，另一方面避免了后期頻繁爆破擾動(dòng)對(duì)新澆混凝土基礎(chǔ)的影響。

3.2 結(jié)果分析

圖4為距離爆區(qū)最近的A點(diǎn)實(shí)測(cè)3向振速時(shí)程波形曲線。6個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的3向振速峰值速度vx、vy、vz及矢量合速度的峰值速度vPPV、出現(xiàn)的時(shí)刻及爆破振動(dòng)主頻，如表2所列。

表2 各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)Tab.2 Measured data at each measuring point

由圖4可見(jiàn)：爆破振動(dòng)持續(xù)時(shí)間約為1.8 s，并根據(jù)所讀取數(shù)據(jù)，3個(gè)方向振動(dòng)速度在1.8 s后皆小于0.001 cm·s-1，與雷管延時(shí)較為一致。3向振速大于1 cm·s-1的爆段均出現(xiàn)在0.4 s以?xún)?nèi)，表明4號(hào)倉(cāng)靠近邊坡延時(shí)小于0.4 s的炸藥爆破引起的振動(dòng)較大。由表2可知，最大值均出現(xiàn)在0.2 s左右，其中，x向最大振速為2.79 cm·s-1，y向最大振速為1.96 cm·s-1，z向最大振速為2.29 cm·s-1。振動(dòng)主頻方面，除A點(diǎn)y向主頻為17.6 Hz外，其他測(cè)點(diǎn)3向振速的分布規(guī)律為：x向振速主頻為36.5～90.4 Hz；y向振速主頻為52.8～106.0 Hz；z向振速主頻為51.6～108.1 Hz；3向振速主頻主要集中在40～110 Hz。A點(diǎn)由于離邊坡的距離較近，而邊坡土質(zhì)較為松軟，振動(dòng)幅值相對(duì)較高，導(dǎo)致y向振動(dòng)主頻相對(duì)較低。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度3個(gè)分量均小于《爆破安全規(guī)程》GB6722-2014中關(guān)于新澆大體積混凝土(C20)齡期3～7 d內(nèi)振速的要求：3.0～4.0 cm·s-1(f≤10 Hz)[19]。矢量合速度最大值位置為A和B，均為3.28 cm·s-1，仍在《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的振速與頻率雙重控制指標(biāo)范圍內(nèi)：4.0～5.0 cm·s-1(10 Hz50 Hz)[19]。實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明了爆破方案的有效性，采用預(yù)留保護(hù)層、充分利用自由面、減少單孔裝藥量、逐孔起爆及精確延時(shí)等控制爆破技術(shù)，可有效降低大方量土石方爆破對(duì)周邊環(huán)境的影響。

4 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

4.1 爆破振動(dòng)衰減規(guī)律

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)，混凝土基礎(chǔ)各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)速度3個(gè)分量的峰值振速隨距離的變化關(guān)系如圖5所示。

由圖5可見(jiàn)：由于采用了較為嚴(yán)格的藥量控制方案，且爆源與測(cè)點(diǎn)具有一定的高差，3號(hào)倉(cāng)未澆筑混凝土，實(shí)測(cè)1號(hào)倉(cāng)和2號(hào)倉(cāng)混凝土基礎(chǔ)的振動(dòng)響應(yīng)速度3分量均小于3.0 cm·s-1；除C點(diǎn)z向振速大于x向振速外，其他各點(diǎn)3向振速均呈現(xiàn)出x向振速>z向振速>y向振速的規(guī)律，且x向振速約為y向的1.4～2.7倍，為z向的1.2～1.6倍，z向振速為y向的1.1～2.3倍。在山體爆破過(guò)程中，爆破引起測(cè)點(diǎn)與爆源徑向的振速最大，垂直自由面，與爆破作用力方向一致，其次是垂直方向，最后為測(cè)點(diǎn)與爆點(diǎn)切線方向，在進(jìn)行大體積混凝土基礎(chǔ)振動(dòng)控制時(shí)，需加以關(guān)注。振速衰減趨勢(shì)方面，x向分量整體表現(xiàn)出衰減趨勢(shì)相對(duì)緩慢，并在46.5 m(D點(diǎn))處出現(xiàn)了一定的波動(dòng)；z向振速在距爆源40 m左右處衰減較慢，可能與混凝土澆筑厚度與基礎(chǔ)地質(zhì)條件有關(guān)；與其他方向相比，y向振速衰減相對(duì)較快。F點(diǎn)處于混凝土基礎(chǔ)基坑邊緣，地震波受到一定阻擋，振速出現(xiàn)少量增大。雖然混凝土基礎(chǔ)厚度相對(duì)不均，但由于各測(cè)點(diǎn)處于同一水平面，振速整體仍呈現(xiàn)出逐漸衰減的趨勢(shì)，近處衰減較快，遠(yuǎn)區(qū)衰減較慢。

爆破地震波在地層中的傳播是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，影響因素眾多，蘇聯(lián)的薩道夫斯基根據(jù)大量實(shí)測(cè)資料，總結(jié)出一個(gè)被廣泛認(rèn)可的經(jīng)驗(yàn)公式，表示為[19]

(1)

其中：K為場(chǎng)地常數(shù)；α為衰減指數(shù)；Q為同段最大藥量，kg，本文取60 kg；d為測(cè)點(diǎn)距爆心的距離，m。

圖6為薩道夫斯基公式擬合得到矢量合速度的峰值振速隨測(cè)點(diǎn)距爆心距離的變化關(guān)系。由圖6可見(jiàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合后，得到K=27.42，α=1.10，擬合優(yōu)度R2為76.4%，帶入式(1)可得矢量合速度的峰值振速，表示為

(2)

由于地質(zhì)條件、爆源相對(duì)位置及混凝土基礎(chǔ)場(chǎng)地高程等條件的變化，振速出現(xiàn)了一定波動(dòng)。因此，在進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí)，需在保護(hù)對(duì)象一定范圍內(nèi)多布置監(jiān)控點(diǎn)以避免數(shù)據(jù)離散導(dǎo)致的振速超標(biāo)問(wèn)題。利用薩道夫斯基公式進(jìn)行振速預(yù)測(cè)雖然具有一定偏差，但對(duì)爆破振動(dòng)控制仍具有一定的指導(dǎo)意義。另一方面，爆破震動(dòng)波在新澆4 d的C20混凝土基礎(chǔ)中的傳播表現(xiàn)出較慢的衰減速率，這是由于基礎(chǔ)澆筑在較為穩(wěn)定的基巖上，且混凝土表面為相對(duì)平整的整體結(jié)構(gòu)，從側(cè)面反映出混凝土基礎(chǔ)的澆筑質(zhì)量相對(duì)較好。

4.2 混凝土應(yīng)力分析

對(duì)新澆混凝土基礎(chǔ)進(jìn)行應(yīng)力分析，將爆破傳遞到混凝土上的應(yīng)力波進(jìn)行簡(jiǎn)化為1維彈性波。只考慮縱波，忽略其他波。根據(jù)1維彈性波理論[20-21]，拉應(yīng)力σ可表示為

σ=ρvcp

(3)

其中：ρ為混凝土襯砌的密度，kg·m-3；v為振速，cm·s-1；cp為混凝土的縱波波速，m·s-1。由ρ=2 400 kg·m-3，cp=3 200 m·s-1，測(cè)得的振速v=3.28 cm·s-1，故σ=0.25 MPa。由于混凝土的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，只要最大應(yīng)力能小于混凝土的抗拉強(qiáng)度即可滿(mǎn)足安全要求。依據(jù)計(jì)算所得該值小于C20混凝土4 d齡期的抗拉強(qiáng)度(0.64 MPa[22])，所以混凝土不會(huì)受到破壞。

4.3 頻譜及能量特征分析

以最近A點(diǎn)為例，采用MATLAB軟件，將實(shí)測(cè)3向速度時(shí)程曲線進(jìn)行傅里葉頻譜分析處理，處理后的頻譜特征如圖7所示。

爆破振動(dòng)信號(hào)一般采用db5，db6和db8小波基分析，振動(dòng)頻率小于500 Hz[23]。為分析振動(dòng)波能量在混凝土基礎(chǔ)上的傳播特征，本文在MATLAB Wavelet Toolbox中選用db6小波基，對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行8層分解與重構(gòu)。選取并計(jì)算邊緣測(cè)點(diǎn)A、F及中間較為重要測(cè)點(diǎn)B、D的徑向、切向和垂向各個(gè)頻帶的能量占總能量的百分比，如圖8所示。

由圖7可見(jiàn)，A點(diǎn)的徑向x向振速主頻相對(duì)集中，主要在50～60 Hz；切向y向在5，20，60 Hz均出現(xiàn)一定峰值；垂直方向z向則在20，30，50～60 Hz出現(xiàn)峰值。由此可知，由于爆源的相對(duì)位置及基坑兩側(cè)邊坡的影響，振動(dòng)波在y向的傳播受阻，振速較小，且低頻成分偏多。

由圖8可見(jiàn)，由近及遠(yuǎn)4個(gè)測(cè)點(diǎn)的3向能量占比的分布規(guī)律：各測(cè)點(diǎn)的爆破振動(dòng)信號(hào)在頻域上的能量爆破振動(dòng)信號(hào)能量雖分布較廣，但能量主要集中在0～31.25 Hz，31.25～62.5 Hz和93.75～125 Hz 3個(gè)頻帶；頻帶內(nèi)振速3向能量占比相差不大，且絕大部分集中在0～250 Hz頻段上，x向振速能量占比達(dá)到85%左右，y向振速能量占比達(dá)到80%左右，z向振速能量占比達(dá)到90%左右。B點(diǎn)、D點(diǎn)和F點(diǎn)振動(dòng)波的高頻部分在新澆混凝土介質(zhì)傳播過(guò)程中被消耗，低頻部分繼續(xù)傳播，在距離振源較遠(yuǎn)處爆破振動(dòng)能量主要集中在低頻部分，高頻越來(lái)越不明顯，從而低頻段的能量占比有逐漸增多的趨勢(shì)。而A點(diǎn)由于近邊坡高頻信號(hào)部分被消耗，高頻能量占比降低。

5 結(jié)論

(1) 根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，采取預(yù)留保護(hù)層、合理間排距布置、控制單孔裝藥量及20 ms分段數(shù)碼電子雷管逐孔爆破等技術(shù)措施，降低了大方量露天土石方爆破的振動(dòng)，收到了良好效果，可為類(lèi)似工程提供一定參考。

(2) 通過(guò)新澆混凝土基礎(chǔ)進(jìn)行應(yīng)力分析，得出大體積新澆混凝土基礎(chǔ)的峰值振速最大為3.28 cm·s-1，將爆破振速控制在較小水平，最大振速引起新澆混凝土基礎(chǔ)的拉應(yīng)力為0.25 MPa，小于其4 d齡期的抗拉強(qiáng)度，減小了爆破對(duì)混凝土的影響，保證了施工安全。

(3) 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析得出，爆破引起各測(cè)點(diǎn)與爆源的徑向振速>垂直方向>切向，3向振速衰減特征也存在同樣關(guān)系，且振速在近區(qū)衰減較快，遠(yuǎn)區(qū)衰減較慢，并利用薩道夫斯基公式擬合得到了該場(chǎng)地下的爆破振動(dòng)傳播衰減系數(shù)。

(4) 通過(guò)將實(shí)測(cè)3向速度時(shí)程曲線進(jìn)行傅里葉頻譜分析處理，得出各方向振速的主振頻率為17.6～108.1 Hz，隨爆心距的增大有向低頻轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)；3向振速能量占比相差不大，主要集中在0～125 Hz內(nèi)的3個(gè)頻段。振動(dòng)波的高頻部分在新澆混凝土介質(zhì)傳播過(guò)程中會(huì)被消耗，導(dǎo)致能量占比隨距離增加而降低。因邊坡土質(zhì)松軟，振動(dòng)波高頻部分在近邊坡測(cè)點(diǎn)有一定消耗。