胡輝榮， 黃華東， 王先義， 李連超

(1. 中鐵西北科學(xué)研究院有限公司， 甘肅 蘭州 730000； 2. 重慶市市政設(shè)計研究院， 重慶 400020；3. 重慶交通大學(xué)山區(qū)橋梁與隧道工程國家重點實驗室培育基地， 重慶 400074)

?

動靜條件下隧道爆破建筑結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)特征分析

胡輝榮1， 黃華東2,3， 王先義3， 李連超3

(1. 中鐵西北科學(xué)研究院有限公司， 甘肅 蘭州 730000； 2. 重慶市市政設(shè)計研究院， 重慶 400020；3. 重慶交通大學(xué)山區(qū)橋梁與隧道工程國家重點實驗室培育基地， 重慶 400074)

為了對不同動靜條件下隧道爆破地震波對高層建筑結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)的影響情況進行探討，基于實測數(shù)據(jù)建立的時程特征分析方法，建立以動靜條件下隧道爆破-圍巖-建筑結(jié)構(gòu)多場耦合模型，對高層建筑結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)的規(guī)律及結(jié)論進行探討與分析。結(jié)果表明：在動靜條件下建筑結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特征不相同，放大效應(yīng)規(guī)律也不一樣； 靜條件下工況相比動條件下放大效應(yīng)更為明顯，而動條件下的放大效應(yīng)規(guī)律更偏向于貼合實測情形且表現(xiàn)更為復(fù)雜化； 通過對建筑結(jié)構(gòu)在不同動靜條件下的放大倍數(shù)進行對比分析，單純從巖性條件上來評價，可推測出較軟圍巖工況的放大效應(yīng)相比較硬圍巖工況更為強烈。

隧道爆破； 地震波； 建筑結(jié)構(gòu)； 放大效應(yīng)； 工況； 安全控制

0 引言

近年來，許多學(xué)者對建筑結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)展開研究。劉優(yōu)平等[1]通過試驗分析高程放大系數(shù)與爆心距及爆心距水平投影關(guān)系。楊海書等[2]發(fā)現(xiàn)“T”形結(jié)構(gòu)在爆破振動下，放大效應(yīng)使得房屋兩端的質(zhì)點振速峰值放大2倍，且提出隨著樓層的增加振動峰值變大，其增大比例系數(shù)為1.1。王仁濤等[3]在青島地鐵的振動監(jiān)測中，通過統(tǒng)計高層樓房爆破振速隨著工作面里程推進的變化情況，發(fā)現(xiàn)在磚混結(jié)構(gòu)中存在頂層振速的放大效應(yīng)。王輝等[4]通過對重慶軌道交通環(huán)線的振動試驗研究得出，建筑物的爆破振速隨著樓層的增加有先增大再減少再增大的規(guī)律。張遠華[5]在對福建高速公路隧道的試驗監(jiān)測中，確認振速隨著高度的增加有明顯的放大效應(yīng)，且測點位置越大放大效應(yīng)越明顯。祝文化等[6]通過對框架結(jié)構(gòu)高程響應(yīng)情況分析得出，建筑結(jié)構(gòu)的高度對振速和位移均具有明顯的放大作用，且速度放大效應(yīng)相比位移放大效應(yīng)要大。爆破振動高程放大效應(yīng)也逐漸成為爆破方向研究熱點，放大效應(yīng)相關(guān)的規(guī)律及理論也逐漸完善。

大部分學(xué)者針對放大效應(yīng)的研究主要基于監(jiān)測試驗及以靜條件下的數(shù)模為主。本文通過建立動靜條件下的數(shù)模工況，對不同動靜條件下的各通道振速特征、位移分布規(guī)律和不同爆心距下的放大倍數(shù)做了詳細的探討與分析。通過對不同動靜條件下放大效應(yīng)特征的研究，補充隧道爆破振動對高層結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)影響規(guī)律。

1 數(shù)學(xué)模型

采用直接積分的時程特征分析方法計算結(jié)構(gòu)響應(yīng)整體過程，選用MIDAS/GTS參與迭代計算，其基本方程為

(1)

用特征向量法計算模型特征值，選用振型參與系數(shù)最大值計入時程分析，其基本方程為

(2)

振型參與系數(shù)

(3)

式中：τm為振型參與系數(shù)； m為振型階數(shù)； Mi為i節(jié)點位置質(zhì)量； φim為i節(jié)點位置的第m階振型向量。

2 工況介紹

通過對某隧道及周邊環(huán)境的詳細調(diào)查，建筑物采用13/-1樁基礎(chǔ)，擬建隧道側(cè)穿鄰近建筑物，最小埋深8.27m。根據(jù)實測情形建立數(shù)值模型，模型坐標(biāo)系采用笛卡爾坐標(biāo)系，X軸垂直隧道軸線，Z軸垂直向上，Y軸沿隧道軸線方向(見圖1)。邊界條件選用黏性邊界。模型以實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立不同動靜條件下的數(shù)模工況(工況1為參考原始地勘參數(shù)建立的靜條件下工況； 工況2為經(jīng)修正過巖土參數(shù)的動條件下工況，源于圍巖在高應(yīng)變率或爆破沖擊下的應(yīng)變率效應(yīng)，其動力學(xué)參數(shù)在靜力學(xué)參數(shù)基礎(chǔ)上有所變化。參考王思敬等[8]經(jīng)驗?zāi)Ｐ徒訔l件下工況，見式4； 工況2為實驗對比參考工況)。

圖1 隧道-圍巖-建筑物模型及相對位置關(guān)系(單位：m)

Fig. 1 Relationships among tunnel, surrounding rock and building and model (m)

(4)

式中：Es為靜條件下彈性模量；Ed為動條件下彈性模量。動泊松比近似按照0.8倍靜泊松比計算。

縱波波速

Cp=(E(1-μ)/ρ(1+μ)(1-2μ))1/2。

(5)

式中：Cp為縱波波速；E為彈性模量；μ為泊松比；ρ為密度。表1為動靜條件下圍巖力學(xué)參數(shù)取值。

表1 動靜條件下圍巖力學(xué)參數(shù)

數(shù)模尺寸為94.95 m×162.00 m×47.36 m(對應(yīng)XYZ笛卡爾坐標(biāo)系)。網(wǎng)格劃分原則為隧道、樁基和建筑物等重要研究區(qū)域加密，其余部位相對稀疏，總共68 500個單元。針對模型固有特征的計算，靜條件下工況的主要振型周期分別為0.256 5、0.211 6 s，質(zhì)量參與系數(shù)分別為66.30%、4.95%。動條件下工況的特征周期分別為0.490 8、0.112 5 s，質(zhì)量參與系數(shù)分別為1.43%、70.13%。為了重點探討爆破地震波對高層框架結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)的影響，在框架結(jié)構(gòu)的頂層、中間層和底層(地表附近)分別布置主要的計算點位(見圖2)。頂層主要的計算點位有63 450、63 477、63 423、63 235、62 968、62 940、63 002、63 220、63 255和63 217，中間層(第7層)主要計算點位有60 076、60 119、60 101、59 887、59 584、59 664、59 600、59 872、59 907、59 869，底層主要計算點位有41 949、46 624、51 299、51 560、51 164、46 489、41 814、42 210、56 084、55 971。

圖2 高層框架結(jié)構(gòu)模型計算點位布置

Fig. 2 Layout of calculation points of building structure model

3 動靜條件下工況對比與分析

41 814計算點位是鄰近建筑物地表最近的點位，也是爆破工程師監(jiān)測中通常布置的點位之一(爆心距為74 m左右，見圖1)，該點振速能在一定程度上反映建筑物所處位置的安全振速狀態(tài)。靜條件下工況振速計算與實測情形差異不大，能在一定程度上反映實際振速情況。動條件下工況旨在探討應(yīng)變率效應(yīng)引起的動力學(xué)參數(shù)發(fā)生改變時對地震波傳播產(chǎn)生影響而設(shè)置的試驗參照組。41 814計算點位與實測鄰近建筑點位振速對比如圖3所示。該計算點位與地表鄰近點位峰值速度監(jiān)測數(shù)據(jù)對比中，實測情形X/Y/Z通道峰值速度分布于不同動靜條件下工況之間，且較為接近靜條件下工況，這表明高應(yīng)變率效應(yīng)影響范圍受限，離爆源較近的地方受爆破高速沖擊影響較大，而離爆心距較遠的地方影響變小或甚微。故認為，基于整個模型全局化的應(yīng)變率效應(yīng)還需做更多深入的研討來增大切合實際情形的力度。靜條件下工況情形X/Y/Z通道的峰值速度規(guī)律與實測情形吻合度較高，相對誤差在容許誤差的20%范圍之內(nèi)，可認為，數(shù)值模型、邊界條件及參數(shù)的建立是基本合理的。

3.1 位移變化特征

動靜條件下建筑物合位移云圖和各點位最值情況如圖4和表2所示。由圖4和表2發(fā)現(xiàn)：位移最大值主要出現(xiàn)在高層樓板點位，頂層樓板位移有向樓板中心逐漸發(fā)展變大的趨勢(見頂層樓面中心附近深顏色成團區(qū)域)； 位移最小值則通常出現(xiàn)在底層樓板附近或樁基的位置。動靜條件下工況時程規(guī)律如圖5所示。由圖5可知：靜條件下工況結(jié)構(gòu)位移變形比動條件下工況要大，變形的開始時間要晚于動條件下工況情形(動條件下工況最值產(chǎn)生時間普遍有所提前)； 3個分量的位移中，Y向的位移變形最大； 在計算的1 s時間內(nèi)，還有強烈的震蕩現(xiàn)象，這也表明高層建筑物的振動持續(xù)時間還會更長，容易引起尖端結(jié)構(gòu)的鞭梢效應(yīng)[9]以及結(jié)構(gòu)的損傷累計效應(yīng)[10]，得加大重視力度。林鍵等[11]在評價房屋結(jié)構(gòu)的綜合判據(jù)中，認為持續(xù)時間也應(yīng)作為和振幅同等重要的因素考慮在內(nèi)。

圖3 計算點位41 814與實測鄰近建筑點位振速對比

Fig. 3 Comparison between calculated vibration velocity and measured vibration velocity of Calculation Point 41 814

圖4 動靜條件下工況建筑物最大合位移云圖

Fig. 4 Nephogram of maximum displacements of building under dynamic and static conditions

表2 重點計算點位速度、位移最值情況

(a)靜條件下工況

(b)動條件下工況

Fig. 5 Time-history curves of displacement of top floor of building measured at Calculation Point 63 002

3.2 速度時程特征

由動靜條件下工況最大合速度監(jiān)測結(jié)果對比可發(fā)現(xiàn)(見圖6和見表2)：最大值區(qū)域基本分布于頂層樓板，跟位移特征相似，同樣有向中間發(fā)展的趨勢； 隨著樓層的增加，最大合速度有逐漸上升的規(guī)律(靜條件下工況更明顯)。在類似的工況情形下，對建筑結(jié)構(gòu)的監(jiān)測應(yīng)密切注意高層部位的動力響應(yīng)情況(不同工況表明高層的中心區(qū)域和邊角區(qū)域均有可能出現(xiàn)最大值)。

圖7為動靜條件下工況Z向振速隨樓層高度的變化曲線。由圖7可知：隨著樓層的增加，速度值普遍增大； 靜條件下工況建筑物背爆測部位(51 560、51 299、51 164計算點位)增大得明顯，迎爆測部位增加得較緩；動條件下工況下建筑物背爆側(cè)部位(46 489、56 084、46 624、55 971計算點位)仍然比迎爆測部位數(shù)值普遍要大。2工況下不同計算點位Z向速度的豎向最大放大倍數(shù)如表3所示。由表3知：靜條件下工況部分點位放大倍數(shù)已超過2倍，最值高達2.905 1倍，放大效應(yīng)較明顯； 動條件下工況放大倍數(shù)普遍低于靜條件下工況，最大放大倍數(shù)出現(xiàn)在515 60點位豎向位置(位于背爆側(cè))，為1.923 3倍。這也表明在不同動靜強度條件下，鄰近建筑物的響應(yīng)情況不一，靜條件下工況情形的放大效應(yīng)要明顯高于動條件下工況，這點單純從巖性上來評價，可推測出較軟圍巖工況發(fā)生的放大效應(yīng)相比較硬圍巖工況反應(yīng)要大； 不同的建筑物點位情況反映出背爆測放大效應(yīng)普遍高于迎爆測，這跟建筑物固有頻率和地震波的傳播、反射、折射等因素有關(guān)[12]； 于蕾在對高層結(jié)構(gòu)的安全影響分析中提出低頻容易造成結(jié)構(gòu)共振以及高程放大效應(yīng)的形成[13]。這也在一定程度上驗證了本文中動靜條件下工況放大效應(yīng)的產(chǎn)生(該建筑結(jié)構(gòu)爆心距在70 m以上，比較接近于蕾[13]提到的容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)共振和放大效應(yīng)的爆心距離，頻率隨著爆心距的增大逐漸衰減，當(dāng)衰減到與建筑物自振頻率能量成分較接近時，放大效應(yīng)也就表現(xiàn)越明顯)。

(a)靜條件下工況

(b)動條件下工況

Fig. 6 Nephogram of maximum vibration velocity of building under dynamic and static conditions

此外，靜條件下工況部分計算點位還發(fā)現(xiàn)爆破振速的放大效應(yīng)增長率隨著建筑高度的增加會有所減緩； 而動條件下工況則略有不同，在底層區(qū)爆破振速隨著樓層的增大而增大，在中層區(qū)則表現(xiàn)為隨著樓層的增大變緩甚至減少，而在頂層區(qū)又隨著樓層的增大而增大。動條件下的規(guī)律跟王輝等[4]在重慶軌道交通環(huán)線體育公園站的試驗實測結(jié)果既有相似之處又有所不同，這也表明動條件下工況放大效應(yīng)規(guī)律有更偏向于符合實測情形的趨勢且動力響應(yīng)過程更為復(fù)雜化。當(dāng)然這也跟建筑物對爆破振動中不同頻率能量成分的選擇性放大作用有關(guān)[14]。由于建筑結(jié)構(gòu)的新舊、材料和結(jié)構(gòu)形式的不同，當(dāng)前規(guī)范還沒能更好地將爆破本身特征跟建筑結(jié)構(gòu)固有特征完全的結(jié)合起來。

(a)靜條件下工況 (b)動條件下工況

圖7 動靜條件下工況計算點位Z向振速隨樓層高度變化情況

Fig. 7 Variation of vibration velocity of calculation point alongZ-direction vs. height of buildting under dynamic and static conditions

表3 各計算點位垂向位置Z向速度放大倍數(shù)情況

Table 3 Vertical vibration velocity amplification times alongZ-direction of building of every calculation point under dynamic and static conditions

工況41949垂向位置46624垂向位置51299垂向位置51560垂向位置51164垂向位置46489垂向位置41814垂向位置42210垂向位置56084垂向位置55971垂向位置靜條件下工況1.90241.56642.27392.40632.90511.39081.71661.75401.28341.7164動條件下工況1.29861.41961.54621.92331.80591.35801.36061.47931.46311.5739

圖8(a)(b)為建筑物底層鄰近地表計算點位41 814的振速時程情況，靜條件下工況該點的最大正振速為Z向速度，其值為1.079 6 cm/s，其次是Y向，最大為-1.127 8 cm/s； 動條件下工況情形最大正振速是Y向，為0.372 4 cm/s，最大負振速依然是Y向，為-0.444 8 cm/s，而Z向的最大值遠小于Y向振速。因此，在工程爆破監(jiān)測中，切忌只采用Z通道作為爆破安全判據(jù)振速，應(yīng)選用各通道振速較大者作為安全速度判據(jù)值。圖8(c)(d)為建筑物頂層計算點位63 002的振速時程情況，該計算點位不同動靜條件下Y向的振速均占主導(dǎo)地位，Z向的次之，表明Y/Z向的變形趨勢較大，Z向受到建筑結(jié)構(gòu)豎向約束的作用而影響較小，而Y向振速持續(xù)的波動可能會造成高層結(jié)構(gòu)的“鞭梢效應(yīng)”及累計疲勞損傷(在計算的時間內(nèi)，不同動靜條件下波形震蕩仍較為劇烈)。

地表及建筑物部分計算點位的Z向振速如圖9所示。由圖9可知：靜條件下工況迎爆側(cè)鄰近建筑物地表計算點位(41 814計算點位)其Z向速度值為1.070 6 cm/s； 動條件下工況迎爆側(cè)鄰近建筑物地表計算點位(41 814計算點位)其Z向速度值為0.184 8 cm/s； 基本上是建筑物7層以下較有代表性的最大Z向速度值，且均未超過GB 6722—2014《爆破安全規(guī)程》的規(guī)定[15]。動條件下工況，建筑物底部、中部、頂部的大部分計算點位數(shù)據(jù)有普遍小于地表計算點位的現(xiàn)象(見圖9(b))，僅有少部分點位值超過地表監(jiān)測數(shù)據(jù)(靜條件下工況也有部分測位有所體現(xiàn)，見圖9(a))，僅從這點看來，當(dāng)前GB 6722—2014《爆破安全規(guī)程》采用監(jiān)測鄰近建筑物地表的振動數(shù)據(jù)作為安全判據(jù)數(shù)據(jù)，是具有一定依據(jù)及可行性的，但對于某些靜條件下工況情形，建筑物高層部位的振速有可能已超過國家規(guī)定的振速標(biāo)準(zhǔn)(靜條件下工況情形頂層樓板計算點位最大Z向速度為2.238 9 cm/s)，應(yīng)結(jié)合具體的頻譜特征以及持時效應(yīng)再作考慮。

(a)靜條件下41 814點位振速時程曲線 (b)動條件下41 814點位振速時程曲線

(c)靜條件下63 002點位振速時程曲線

(d)動條件下63 002點位振速時程曲線

圖8 不同動靜條件下計算點位的振速時程曲線

Fig. 8 Time-history curves of vibration velocity of building of every calculation point under dynamic and static conditions

(a)靜條件下工況 (b)動條件下工況

4 結(jié)論與討論

1)靜條件下工況放大效應(yīng)最大放大倍數(shù)為2.905 1倍，動條件下放大倍數(shù)最大為1.923 3倍。在不同動靜強度作用下，靜條件下工況放大效應(yīng)要明顯高于動條件下工況；單純從巖性條件上來講，可推測出較軟圍巖工況的放大效應(yīng)比較硬圍巖工況反應(yīng)更為劇烈。

2)建筑結(jié)構(gòu)高層點位的Y向振速和Y向位移時程持續(xù)震蕩時間較長，可能會造成高層結(jié)構(gòu)的“鞭梢效應(yīng)”及累計疲勞損傷； 較遠爆心距的爆破振動容易引起高層結(jié)構(gòu)的低頻共振，促進放大效應(yīng)的形成，應(yīng)加大重視力度； 特別是針對修建時間較久、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差的高層結(jié)構(gòu)，在安全評估中應(yīng)將持續(xù)時間、頻率作為與振幅同等重要的因素考慮其影響權(quán)重。

3)靜條件下工況的振速較動條件下工況更為接近實測數(shù)據(jù)，而動條件下建筑結(jié)構(gòu)的放大效應(yīng)規(guī)律有更偏向于符合實測情形的趨勢且動力響應(yīng)過程更為復(fù)雜化。

4)基于模型全局化的應(yīng)變率效應(yīng)參數(shù)的調(diào)整，暫未考慮影響范圍的限制，故建筑結(jié)構(gòu)在動條件下的動力響應(yīng)規(guī)律還需做更多深入的探討和研究。

[1] 劉優(yōu)平, 羅昌泰, 夏志凡，等. 建筑物下爆破震動放大效應(yīng)的數(shù)值模擬[J]. 南昌工程學(xué)院學(xué)報, 2011, 30(1): 59-63.(LIU Youping, LUO Changtai, XIA Zhifan, et al. Numerical simulation of amplification effect of blasting vibration under buildings[J]. Journal of Nanchang Institute of Technology, 2011, 30(1): 59-63.(in Chinese))

[2] 楊海書, 林從謀, 林麗群,等. 復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系下隧道爆破震動對房屋影響的試驗研究[J]. 山東科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2011, 30(2): 65-69.(YANG Haishu, LIN Congmou, LIN Liqun, et al. The experimental study for the effect of tunnel blasting vibration on surrounding building with complex structure system[J]. Journal of Shandong University of Science and Technology(Natural Science), 2011, 30(2): 65-69. (in Chinese))

[3] 王仁濤, 王成虎, 江英豪,等. 青島地鐵太延區(qū)間爆破振動控制及影響評價[J]. 爆破, 2015, 32(3)：139-145.(WANG Rentao, WANG Chenghu, JIANG Yinghao, et al. Blasting vibration control techniques and influence assessment on Qingdao Metro Line[J]. Blasting, 2015, 32(3)：139-145. (in Chinese))

[4] 王輝, 陽生權(quán), 常中民,等. 輕軌隧道下穿建筑物爆破震動試驗研究[J]. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2014, 28(6): 17-22.(WANG Hui, YANG Shengquan, CHANG Zhongmin, et al. Experimental study of blasting of light rail tunnel undercrossing buildings[J]. Journal of Hunan Univerisity of Technology, 2014, 28(6): 17-22. (in Chinese))

[5] 張遠華. 城市隧道爆破開挖條件下地表建筑動力響應(yīng)分析[D]. 重慶：重慶大學(xué), 2011.(ZHANG Yuanhua. Analysis of dynamic response of surface building under the condition of blasting excavation of urban tunnel[D]. Chongqing：Chongqing University, 2011. (in Chinese))

[6] 祝文化, 明鋒, 李新平. 爆破地震波作用下框架結(jié)構(gòu)的高程響應(yīng)分析[J]. 煤炭學(xué)報, 2011, 36(增刊2): 411-415.(ZHU Wenhua, MING Feng, LI Xinping. Elevate effect analysis of frame structure response under blasting seismic wave[J]. Journal of China Coal Society, 2011, 36(S2): 411-415. (in Chinese))

[7] 黃華東. 隧道爆破地震波對圍巖及鄰近建筑物的影響分析[D]. 重慶: 重慶交通大學(xué), 2015.(HUANG Huadong. Impact analysis of the surrounding rock and adjacent structure by tunnel blastig vibration[D]. Chongqing: Chongqing Jiaotong University, 2015. (in Chinese))

[8] 王思敬, 吳志勇, 董萬里，等. 水電工程巖體的彈性波測試[C]//中國科學(xué)院地質(zhì)研究所.巖體工程地質(zhì)力學(xué)問題(三).北京: 科學(xué)出版社, 1980: 229-253.(WANG Sijing, WU Zhiyong, DONG Wanli, et al. Elastic wave test of hydropower engineering rock mass[C]//Institute of Geology. Chinese Academy of Engineering Geology Rock Mechanics Problems (c). Beijing: Science Press, 1980: 229-253. (in Chinese)

[9] 白楊, 段衛(wèi)東, 徐園園,等. 爆破振動高程放大效應(yīng)的試驗研究[J]. 武漢科技大學(xué)學(xué)報, 2015, 38(3): 216-219.(BAI Yang, DUAN Weidong, XU Yuanyuan, et al. Experimental study of elevation amplification effect of blasting vibration[J]. Journal of Wuhan University of Science and Technology, 2015, 38(3): 216-219. (in Chinese))

[10] 李夕兵, 凌同華, 張義平. 爆破震動信號分析理論與技術(shù)[M]. 北京：科學(xué)出版社, 2009. (LI Xibing, LING Tonghua, ZHANG Yiping. Analysis of blast vibration signals: Theories and methods[M]. Beijing：Science Press, 2009. (in Chinese))

[11] 林鍵, 林從謀, 林麗群. 爆破振動荷載作用下3-4層房屋結(jié)構(gòu)響應(yīng)測試研究[J]. 振動與沖擊, 2010, 29(3): 48-51.(LIN Jian, LIN Congmou, LIN Liqun. Research on characteristics of the structure’s response under the dynamic blasting load[J]. Journal of Vibration and Shock, 2010, 29(3): 48-51. (in Chinese))

[12] 喻軍, 劉松玉. 隧道爆破振動對上方居民樓震害分析[J]. 工業(yè)建筑, 2011(增刊1): 891-893.(YU Jun, LIU Songyu. Analysis of the damage of residential house due to blasting construction of the tunnel[J]. Industrial Construction, 2011(S1): 891-893. (in Chinese))

[13] 于蕾. 爆破振動對多層建筑物的安全影響[J]. 鐵道工程學(xué)報, 2015, 32(3): 86-89.(YU Lei. Safety influence of blasting vibration on multistory building[J]. Journal of Railway Engineering Society, 2015, 32(3): 86-89. (in Chinese))

[14] 李洪濤, 舒大強, 盧文波,等. 建筑物對爆破振動中不同頻率能量成分的響應(yīng)特征[J]. 振動與沖擊, 2010, 29(2): 154-158.(LI Hongtao, SHU Daqiang, LU Wenbo, et al. Response characteristics of structures to the different energy components of blasting vibration[J]. Journal of Vibration and Shock, 2010, 29(2): 154-158. (in Chinese))

[15] 爆破安全規(guī)程：GB 6722—2014[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2014.(Safety regulations for blasting：GB 6722—2014[S]. Beijing: China Standard Press, 2014.(in Chinese))

Study of Characteristics of Vibration Velocity Amplifying Effect of Building Structures Induced by Tunnel Blasting under Dynamic and Static Conditions

HU Huirong1, HUANG Huadong2, 3, WANG Xianyi3, LI Lianchao3

(1.NorthwestResearchInstituteCo.,Ltd.ofCREC,Lanzhou730000,Gansu,China;2.ChongqingMunicipalAdministrationDesignandResearchInstitute,Chongqing400020,China;3.StateKeyLaboratoryCultivationBaseforBridgeandTunnelEngineeringinMountainAreas,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074,China)

A three-dimensional multifield coupling model of tunnel blasting-surrounding rock-building structure under dynamic and static conditions is established based on data measured; and characteristics of vibration velocity amplifying effect of building structures induced by tunnel blasting is discussed and analyzed. The analytical results show that: 1) The response characteristics and vibration velocity amplifying effect of building structures under dynamic condition are different from those under static condition. 2) The vibration velocity amplifying effect of building structures under static condition is more obvious than that under dynamic condition; and the vibration velocity amplifying effect of building structures under dynamic condition is complicated and coincides with data measured. 3) The vibration velocity amplifying effect of building structures induced by tunnel blasting in soft ground is more obvious than that in hard ground.

tunnel blasting; seismic wave; building structure; amplifying effect; conditions; safety control

2016-01-20;

2016-04-21

重慶鐵路樞紐復(fù)雜環(huán)境巖石路塹與淺埋隧道安全控爆技術(shù)(2013Y080)

胡輝榮(1981—)，男，四川南充人，2007年畢業(yè)于重慶交通大學(xué)，橋梁與隧道工程專業(yè)，碩士，工程師，主要從事公路隧道設(shè)計、施工、監(jiān)控量測方面的研究工作。E-mail：568793962@qq.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2016.07.007

U 45

A

1672-741X(2016)07-0812-07