工程爆破对周围环境振动影响的测试与分析

基于基坑三向振动速度现场测试,通过数据处理与1/3倍频分析,研究了不同距离测点的爆破振动频率特性,段药量和不同起爆网路对爆破振动频率的影响,各向振动加速度振级随距离的变化规律。结果表明,爆破地震的频率主要集中在15Hz⁸0Hz范围内;段药量越小,主振频率越高,主频域处于较高的频率范围,高频所占的能量比例较大;地表延时分区起爆与V型起爆相比,其质点振动加速度峰值较小,主频有明显提高,并且出现多峰;爆破引起的地面垂直方向振级大于两个水平方向振级,Z向振级为50dB80Hz范围内;段药量越小,主振频率越高,主频域处于较高的频率范围,高频所占的能量比例较大;地表延时分区起爆与V型起爆相比,其质点振动加速度峰值较小,主频有明显提高,并且出现多峰;爆破引起的地面垂直方向振级大于两个水平方向振级,Z向振级为50dB¹15dB,X向振级为45dB115dB,X向振级为45dB¹10dB,Y向振级为40dB110dB,Y向振级为40dB¹05dB,随着测点至爆源距离的增大,不同方向的振级均呈现衰减趋势,同时又表现出一定的波动性,50m以内时,振级衰减较快,50m以外,振级衰减较慢。     

基于环境振动标准的爆破振动安全性研究

基于《城市区域环境振动标准》(GB 10070—88)和《城市区域环境振动测量方法》(GB 10071—88),进行了露天深孔爆破工程振动测试。通过对测试数据的处理与分析,计算了振动加速度振级,探讨了露天深孔台阶爆破引起的环境振动特性及传播规律。结果表明:在段药量相同时,随着测点与爆心距离的增加,加速度振级将逐渐降低;对于同一测点,随着段药量的增加,加速度振级将逐渐增大;高频振动分量的振级衰减较快,低频振动分量的振级衰减较慢。     

立井直眼微差爆破模型试验振动测试与分析

为降低立井爆破施工的振动效应,以立井爆破中两圈直眼为原型,实施三种不同起爆延期的直眼微差爆破模型试验,并用UBOX-5016型爆破振动智能监测仪测试混凝土模型的爆破振动效应。实测爆破振动波表明,微差爆破可减少单段起爆药量、明显降低爆破振动效应;起爆延期25 ms时I段、Ⅱ段爆破振动波形彼此叠加,测点形成干扰降振效应,爆破峰值振动速度较小;起爆延期为50 ms时I段、Ⅲ段爆破振动波形彼此独立,峰值振动速度由单段起爆药量决定。竖向爆破振动波形频谱分析表明,微差爆破振动幅值明显低于齐发爆破,且波形复杂。微差爆破能显著降低爆破振动效应,主振频率较高。     

高架轨道交通列车对周围环境振动影响的试验研究

对北京地铁5号线高架桥上的运行列车引起周围地面振动的影响进行了实测,将测试得到的地面振动加速度数据在时域和频域内进行了分析。得到了以下结论：普通轨枕下的地面横向振级为58-100dB,竖向振级为55-91dB;梯形轨枕下的地面横向振级为62-85dB,竖向振级为60-83dB;地面横向振动随距离的衰减规律表现为先增大后减小,最大值出现在15m处的测点,衰减呈现出一定的波动性;竖向振动的衰减规律总的趋势是随着距离的增大而逐渐减小,但有一个明显的反弹区（本试验中为距离振源15m左右的范围处）,且振动越大反弹越明显;梯形轨枕能够对一定频率范围内的振动起到减振效果,但是对另一频率范围的振动反而起到了放大作用,其原因是由于振动频率与梯形轨枕的自振频率产生共振而引起的;高频振动的衰减速度大于低频振动的衰减速度,远振源点的振动主要是由低频的振动引起的。     

运行列车引起的周围地面振动规律研究

在京广铁路线附近进行了现场试验,测试分析了速度在21km/h―128km/h范围内运行列车引起的地面振动。结果表明:运行列车引起的地面振动的频率集中在10Hz―100Hz,车速对地面水平向振动的频率有一定影响;地面振动随至振源距离的增大呈波动性衰减;货物列车引起的地面加速度振级在各个方向上均明显大于旅客列车,其差值一般在10dB左右;列车引起的地面竖向振动大于两个方向的水平向振动,竖向振级为60dB―110dB;垂直线路的水平向振级为50dB―95dB;平行线路的水平向振级为55dB―80dB;线路附近的地面振动超过了我国关于环境振动规范的规定,说明运行列车引起的环境振动问题应当引起重视。     

成渝高速铁路某路堤段地面三向振动测试分析

为研究高速铁路路堤段地面振动的传播和衰减规律,选择成渝高速铁路某路堤段进行现场地面三向振动测试。在时域和频域内分析地面三向振动的时程特征和频谱特征,以及垂向振动、水平向振动随距离的传播特性。结果表明,在距离线路纵向中心线同一距离处,横向(Y)、纵向(X)振动加速度最大值及有效值均大于垂向(Z),随距离的增加,加速度最大值及有效值均呈衰减趋势;随着距离的增大,三向振动的频率带宽均越来越窄,远场垂向和纵向振动主频均基本集中在33.6 Hz左右,横向优势频率集中在9.6 Hz。计权后的垂向振级高于水平向振级,未计权的水平向振级均大于垂向振级,未计权三向加速度级和计权三向振级随距离的传播近似符合负指数规律。     

爆破振动频率对振动效应影响的试验研究

爆破振动效应取决于一次起爆的药量Q、距爆源的距离R、传播的介质以及振动频率F；该文总结了前人对爆破振动效应的研究成果，提出了考虑爆破振动频率的具体办法，发现在不同振动频率范围内，振动衰减规律不同。文章进行了工程实际验算，说明在主频率下，最大质点振动速度是真实的安全判据。     

CRTS III型板式无砟轨道桥梁段环境振动测试分析

为研究CRTS III型板式无砟轨道环境振动特点,对成灌铁路某桥梁段地面振动进行现场测试,分析不同测点地面振动加速度时程特点、频谱特征,并进行1/3倍频程分析和Z振级的衰减分析。结果表明,列车以180 km/h速度通过时,地面振动持续时间约6 s,距线路中心10 m处振动峰值加速度为60 mm/s2;在10 m处振动频谱分布范围在20～90 Hz,高频振动随距离衰减更快,大于20 m处振动主要以15～45 Hz为主;地面振动Z振级的衰减符合对数衰减规律。     

高架轨道交通附近自由地表振动试验研究

针对某城际快铁高架桥列车运行引起的附近自由场地环境振动进行现场测试。结果表明,在近场测点,加速度时程呈明显列车周期性加载现象;随距离的增加,振动快速衰减,并在7.5 m处有反弹增大现象;距线路越远,振动衰减越慢,地面振动加速度级随距离的变化满足对数关系;高架轨道交通引起的地面横向水平振动加速度级较竖向大3.9~9.0 dB;地面竖向振动优势频率范围10~100 Hz,横向振动频率主要在4~100 Hz,低频振动较高频振动传播距离更远;双线高架桥引起的环境振动偏载效应突出;振动加速度级随车速的变化规律为0.036~0.049 dB/(km·h-1)。     

路基段列车引起的大地振动试验研究

为研究路基段列车引起环境振动传递特性以及列车编组、速度、轴重等因素对振动的影响,对昌九城际铁路线路基段进行大地振动现场测试。从时域、频域等多方面分析五种列车在不同速度下运行引起的三向大地振动。结果表明：近场大地振动能量集中在10 Hz～200 Hz,远场在10 Hz～80 Hz,近场处X、Y、Z方向主频分别为38.7 Hz、51.9 Hz、64.4 Hz,远场处主频均为25.9 Hz;随着距离的增加,X与Z方向在各频段的振动衰减量相似,Y方向在各频段的衰减量大于X与Z方向;地面竖向Z振级与列车速度近似呈线性关系,在30 m处Z振级增大速率为0.0714dB/（km/h）;列车速度变化对50～100 Hz的高频振动影响较大,速度由36增大至119 km/h时,16、50、100 Hz处Z方向分别增加了9.56、17.13、14.87 dB;列车编组对地面振动响应影响较小,当运行速度为115 km/h时,CRH2A动车组列车的不同编组（8节或16节）下引起的地面振动响应几乎完全相同;列车轴重是影响地面振动响应大小的重要因素,且轴重越大引起的振动响应越大。     

成渝高速铁路某高架桥段地面三向振动特性分析

地面振动是高速铁路运营期的主要环境问题之一,为了研究高速铁路高架桥段地面振动的传播和衰减规律,选择成渝高速铁路某桥梁段进行了现场地面三向振动测试。在时域和频域内分析了地面三向振动的时程特征和频谱特征,以及垂向振动、水平向振动随距离的传播特性。结果表明,在同一距离处,横向、纵向振动加速度幅值及有效值均大于垂向;三向振动随距离的增加,加速度幅值及有效值均呈衰减趋势;垂向和纵向振动中,高频成分衰减迅速,低频衰减速度较缓,而横向则是低频和高频均衰减迅速,但远场仍是以低频为主;三向振动远场优势频率均在10Hz左右;计权垂向振级高于水平向振级,未计权的水平向振级均大于垂向振级。     

下穿村庄隧道爆破振动效应研究

为了研究下穿村庄隧道爆破振动效应,以太锡铁路太崇段新建崇礼隧道下穿和平村实际工程为研究对象,利用等效药量与等效距离的概念改进萨道夫斯基公式,通过实测爆破振速对其进行回归分析,建立适用于本工程的振速预测模型。然后,利用小波包分析对能量分布规律,得出能量衰减模型。结果表明：改进公式预测模型最大相对误差仅为—6.75%,提高了爆破振速预测精度。随着等效药量与等效距离的增加,爆破低频带能量占比呈升高的趋势,而随着等效距离的增加,爆破振动能量衰减很快,等效距离50 m以上时,爆破振动能量衰减趋于平缓。     

地铁下沉式车辆基地振动测试与评价

选择某地下双层地铁停车场为研究对象,以现场实测方式对列车引起下沉式车辆基地上盖结构振动展开研究;分析列车出入停车场对盖板环境振动的影响,并结合国内相关标准进行评价。结果显示:在咽喉区的盖板测点垂向振动大于其他区域,其振动加速度级也超过了国家相关标准限值,而库内区的振动符合相关标准。在同一盖板上的测点,板中测点的振动最大;而各板中测点的不同中心频率所对应的振动加速度级大小基本一致,且Z振级随距离的衰减呈现线性关系;当列车通过测点正下方时,越靠近边界的测点振动越大。     

高速铁路轨道-桥梁-土体系统的振动传递特性试验研究

针对列车在250～385 km/h高速运行时的轨道、桥梁和地面振动开展现场测试。分别采用连续小波变换、1/3倍频程分频振级和环境振动评价标准对测试数据进行分析,研究振动自轮轨接触处产生,在轨道、桥梁和土体中的传递特性。结果表明:各测点的振动响应均表现出冲击振动特性,地面振动的峰值频率受列车周期性轮轴激励频率和轮轨力峰值频率的影响;桥梁、地面振动响应受到相邻两节车的影响,故建模分析时可仅考虑少数几节车;箱梁、墩顶和地面的总体振动加速度级随车速的增加率分别为0.33、0.52和0.22 dB/(10 km/h);箱梁和墩顶振动的优势频段为31.5～125 Hz,地面振动的峰值频率为40～50 Hz;地面振动随距离的衰减规律符合3次多项式,在测试车速范围内,距离桥墩15 m之外的地面总体Z计权振动加速度级小于80 dB。     

基于小波包技术地铁隧道分区爆破振动特性研究EI北大核心CSCD

小波包分析技术被广泛应用于爆破振动信号的幅频特性研究,其有助于分析爆破振动的传播规律与控制。该研究依托青岛地铁交叠隧道工程分区爆破振动试验,获得了现场爆破振动监测数据,并采用小波包技术对爆破振动信号的频率、能量分布特征进行了研究。研究表明:自由面个数、已(未)开挖区等因素导致爆破振动特性的差异性。掏槽区爆破主振频率相对辅助区较小。爆破工作面前方(即隧道未开挖段)主频带随着水平距离的增加总体向高频移动,高频能量比重增加。而在工作面后方,主频带随着水平距离的增加总体向低频移动,低频能量比重增加。辅助区与掏槽区爆破振动能量随距离变化趋势基本一致,但是能量随距离的衰减速率不同。该研究结合频率与能量因素,对既有隧道的安全保护提出建设性意见,以期保证隧道的安全稳定。     

成渝高速铁路某高架桥段地面三向振动特性分析

地面振动是高速铁路运营期的主要环境问题之一，为了研究高速铁路高架桥段地面振动的传播和衰减规律，选择成渝高速铁路某桥梁段进行了现场地面三向振动测试。在时域和频域内分析了地面三向振动的时程特征和频谱特征，以及垂向振动、水平向振动随距离的传播特性。结果表明，在同一距离处，横向、纵向振动加速度幅值及有效值均大于垂向；三向振动随距离的增加，加速度幅值及有效值均呈衰减趋势；垂向和纵向振动中，高频成分衰减迅速，低频衰减速度较缓，而横向则是低频和高频均衰减迅速，但远场仍是以低频为主；三向振动远场优势频率均在10Hz左右；计权垂向振级高于水平向振级，未计权的水平向振级均大于垂向振级。     

地铁隧道爆破参数优化及其振动效应研究

贵阳轨道交通二号线富源北路站至森林公园段部分区间采用爆破法开挖,由于地铁隧道周边民房较多,对于控制质点峰值振动速度提出很高的要求。采用分台阶爆破施工方法进行隧道开挖,上台阶超前于下台阶3~5 m。选择炮孔直径40 mm,炮孔深度1.5~1.7 m,隧道爆破每循环进尺控制在1.2 m以内,孔内采用1~15段毫秒延期导爆管雷管进行起爆。通过合理布置测点进行了现场爆破振动监测,拟合出了考虑高程差条件下的振动速度预测公式。爆破振动监测结果表明:斜井隧道爆破振动的水平径向峰值振动速度最大,而垂直方向的主频频率大于水平方向,且主频范围集中在20~60 Hz之间,远远小于建筑物的自振频率。爆破振动存在放大作用,但其质点峰值振动速度均小于民房振速安全阈值(1.5 cm/s),不会对斜井隧道上方的民房造成振动破坏。提出复式小楔形掏槽结构代替原有的大楔形掏槽结构,能够有效减弱岩体的夹制作用,达到降低爆破振动的要求。     

地铁引起的结构振动与噪声及其相关性分析

针对上海市轨道交通地下线沿线居民噪声与振动投诉较为集中的22个敏感点,对地铁列车运行时产生的结构振动与结构噪声进行了实测,以分析地铁引起的结构振动与结构噪声影响情况,并将测试所得的最大振级与最大声级进行相关性分析。从实测及分析可见,各测点结构振动最大振级在55 dB~92 dB左右,振动频率主要集中在40 Hz~120 Hz左右;不同线路的二次结构噪声最大值差异较大,在25~300 Hz的中低频段范围内增量较大;结构振动及结构噪声在线路两侧15 m范围内衰减较快;结构噪声是由结构振动激发而产生的,两者之间存在一定的相关性,但因建筑结构的不同等因素影响,相关性存在很大差异。     

顺层岩质边坡爆破荷载作用下的振动传播规律研究

为揭示顺层岩质边坡爆破振动传播规律,采用起爆药量分别为3.2 kg、4.8 kg、4.8 kg和7.2 kg,完成现场4次爆破试验,通过沿边坡走向和坡面倾向各布置4组测点,获取振动速度监测数据。利用回归分析方法,分析不同位置的振动速度衰减规律,得到了顺层岩质边坡不同爆破开挖药量与振动速度的关系,提出了一次最大安全起爆装药预测表达式;并通过数据拟合,得到多次爆破作用下垂直与水平方向振动速度的衰减参数与药量的关系式。最后,采用3DEC数值分析方法,模拟了振动应力波在顺层岩质边坡中的传播过程,反映了顺层岩质边坡在考虑岩层走向和倾向时的振动速度变化规律,为同类型的顺层岩质边坡爆破安全控制提供参考。     

基于弹性舱段结构的浮筏主动隔振系统实验研究

建立了一个坐落在弹性舱段结构上的浮筏隔振系统,采用4个液压作动器和18个BE-400隔振器并联安装在浮筏和舱段结构之间,每个作动器独立地控制自己安装点处的加速度响应。基于滤波x-LMS算法和误差通道离线建模,采用加速度前馈控制对该系统进行了四输入四输出的主动隔振实验研究。实验结果表明：该主动隔振系统能有效地隔离上层浮筏结构向下层舱段结构的振动传递,激励频率处振动衰减量可达7dB~46dB,0~400Hz范围内整体振动衰减量达到3dB~8dB。