关于隧道爆破震动试验检测技术案例分析
序
中国铁道科学研究院是我公司工程检测设备的重要用户之一,其中杨年华博士在工程爆破环境安全评估与检测方面有很广泛与深刻的研究,多年来对公司的相关检测仪器使用较多,非常熟悉。下面是铁科院两位专家对爆破安全检测方面的经验之谈,望广大从事工程爆破环境检测的工程技术人员能从中受益。
爆破振动测试技术及案例评价问题探讨
戈鹤川 杨年华
提要:当前我国爆破振动测试中使用的传感器和记录仪各不相同,作者根据实践经验总结,对传感器的选型安装、记录仪和分析软件的要求及输出结果形式等各环节上存在的问题进行了探讨,提出了肤浅建议,并对爆破振动安全评价问题发表了意见。 关键词:爆破振动 测试 振动速度 频率 1、 前言
目前我国爆破振动测试所用仪器类型很多,数字式记录仪越来越多,有国产的也有进口的,数字式记录仪一般将放大器直接置于机体内,省去了连接电缆,使用更方便、可靠。以磁带记录仪和光线示波器做波形记录设备的也有使用,但在逐渐淘汰。此外传感器的选型和安装尚无统一的规定和要求,振动数据的分析软件各不相同,所以很多震动测试并不规范,无可比性。甚至有些数据可信度较低。本文想对爆破振动测试问题谈几点看法供参考。
2、 传感器的要求和安装
2.1 传感器频率要求
爆破引起的地表振动其频率比天然地震高很多倍,而且随着爆破距离增大,振动频率逐渐降低,大多数情况下爆破地震频率范围在30~300Hz。市场可供选择的振动速度传感器频率范围一般在1~500Hz,基本能满足要求,但也有一些传感器频率范围较窄,在传感器配备安装方面一定要注意这问题。另外在测试爆源近区和坚硬岩体中的爆破振动时,应选择更高频率范围的传感器。例如,我们在秦岭Ⅱ线隧道洞壁上测量邻近Ⅰ线隧道爆破产生的振动速度时,发现主震频率已超过1KHz。产生如此高频的爆破震动 有两方面的原因:一是秦岭隧道岩体特别坚硬完整,其岩石抗压强度都在150MPa以上,且岩体非常完整、均匀;二是测点离爆源很近(R=30~50m),爆源为分散的小直径炮孔(φ48mm)。在此提请注意,今后在坚硬完整岩体和近距离条件下测试爆破振动,应选择频率范围在1000 Hz以上的传感器,传感器的频率范围不能满足要求,可改为加速度传感器,将加速度波形积分可得速度波形,一般加速度传感器频率范围很大,可达10 KHz,足以满足高频率振动测量要求。 2.2 传感器的安装
传感器的安装有不同意见,有人建议用钢钎固地嵌入岩体中做传感器支座,也有人认为只需直接将传感器置于地表。根据美国Dowding博士的研究,一般的地表振动测试,因振动幅值不大,频率不很高,只需将传感器直接置于地表,周围用石膏粘附即可。在地下巷道内墙壁上测试强烈爆破振动时,需用钢钎嵌入岩体中,将传感器固定在钢钎上。而一般岩石表面尽可能直接安装传感器,不要通过钎杆安装传感器,它可能使振动波形失真。现在有些传感器有安装磁座,比较方便、可靠,您可在地表下埋入(胶结)一块小铁板,将传感器座直接吸附固定在铁板上。铁板较小、而且薄,对振动波形干扰不大。 2.3 传感器的其它要求
传感器属于敏感器件,野外使用,环境条件差,颠簸振动较大,容易受损,因此传感器每年至少标定一次,发现线性度偏差较大的传感器一定要停止使用。
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