林俊偉

摘 要：露天采場爆破振動對采區(qū)周圍邊坡和采場周邊建構(gòu)筑物造成影響，準確預測質(zhì)點爆破振動速度峰值對爆破施工有著重要作用。為提高質(zhì)點爆破振動速度峰值的預測精度，采用爆破振動波在介質(zhì)中的最短傳播距離作為爆心距的薩道夫斯基公式1，以取代質(zhì)點與爆源的直線距離作為爆心距的薩道夫斯基公式2進行預測。通過對預測結(jié)果的分析，公式1精度比公式2提高了5.59%。結(jié)果表明，公式1爆破振動質(zhì)點振動速度峰值誤差更小，精度更高，更加可靠，在工程實踐中更有價值。

關鍵詞：爆破振動;最短傳播距離;爆心距;預測精度

中圖分類號：TD32 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）04-0169-02

1 工程概況

某露天采場位于福建省泉州市，采場東側(cè)分布著幾個村莊，北面是山區(qū)，東北角有兩個磚場，西面是生活區(qū)。由于距離周圍村莊、生活區(qū)、磚場都比較近，采場臺階爆破在境界周圍產(chǎn)生比較明顯的爆破振動，對爆區(qū)周邊高陡邊坡產(chǎn)生較大作用，對周圍居民的正常生產(chǎn)生活產(chǎn)生比較大的影響。為了降低爆破振動效應，同時適當增大爆破規(guī)模，必須采取一系列的爆破降震措施。而檢驗爆破降震效果，需要對爆破振動進行監(jiān)測。

采用NUBOX-6016型智能震動監(jiān)測儀進行爆破監(jiān)測，一次布置三臺以上儀器。儀器與爆源連成一條直線，各個儀器分布在不同高差的邊坡坡頂或建筑物周邊，將測振儀傳感器的X向指向爆源，并用石膏與堅硬地面進行剛性連接。

經(jīng)過多次監(jiān)測，共獲取65組監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2 傳播路徑對爆破振動的影響

2.1 最短傳播距離與直線距離

分析露天采場爆破地震波隨距離的衰減情況時，由于采場地勢的高低起伏，須考慮測點與爆源之間的高程差。假設臺階坡面是一個無限或半無限的均勻、各向同性的介質(zhì)體，則爆破地震波在臺階坡面的傳播時，在平面交界的拐點（如B、D點）處會產(chǎn)生透射和衍射效應，波的前進方向會產(chǎn)生變化，爆源到測點路徑非一條連貫的直線，而是一條連續(xù)折線。在工程實踐中，在處理帶有高程差的爆破振動衰減問題時，若用薩道夫斯基公式分析，則將高程差與測點距爆源的水平距離兩者矢量疊加作為合成距離，在距離中體現(xiàn)高差作用。

88#儀器的實際最短傳播路徑為AB+BC，89#儀器實際最短傳播路徑為AB+BC+CD+DE。而工程實踐中[3]，通常處理方式是以88#儀器所在的測點C和爆源的直線（即AC的距離）R=代替88#儀器實際最短傳播路徑，其中L表示爆源與測點之間的水平距離，H表示爆源與測點之間的高程差。

用傳統(tǒng)薩道夫斯基公式分析爆破振動波的衰減時，對于露天采場這樣的復雜地形，工程人員常常使用測點與爆源直線距離代替爆破地震波的實際傳播距離。這一做法雖然簡化了測量工作，但是會給爆破振動的衰減預測帶來一定程度的誤差[4]。為了減少誤差，在公式中使用實際最短傳播距離R0代替直線距離R。

2.2 不同距離下的回歸分析結(jié)果

為驗證爆破地震波最短傳播路徑R0替代直線距離R后預測爆破振動速度的精度，在實際測震數(shù)據(jù)的基礎上，選取40組數(shù)據(jù)（如表1所示）進行歸一化，分別求取R0作為爆心距和R作為爆心距的薩道夫斯基公式的K、α值，再選取5組數(shù)據(jù)，用求取的薩道夫斯基公式進行預測，將預測結(jié)果與實際測量結(jié)果進行對比，比較預測的相對平均誤差。

對表1的測量值，使用薩氏公式線性回歸，求取各自K、α值，結(jié)果如表2所示。從上表的測量值可知，兩種薩氏公式均高度線性相關，用薩氏公式線性回歸是合理有效的。按最短傳播距離R0計算的薩道夫斯基公式是：

在所有數(shù)據(jù)中選取5組未被用于回歸分析的數(shù)據(jù)用于驗證以上兩個薩道夫斯基的預測準確性。結(jié)果顯示，與按照直線距離得到的爆心距相比，將最短傳播路徑作為傳爆距離的薩道夫斯基公式預測爆破振動質(zhì)點振速峰值時，平均誤差是27.65%;但傳統(tǒng)薩氏公式計算的誤差平均值是33.24%，兩者相差5.59%。這表明將最短傳播距離作為傳爆距離的薩氏公式能夠降低爆破振動速度預測誤差，提高預測精度。

3 結(jié)果分析

由表2可知，以最短傳播距離作為爆心距的薩道夫斯基公式預測質(zhì)點爆破振動速度峰值的平均相對誤差只有27.65%，低于以質(zhì)點到爆源的直線距離為爆心距的傳統(tǒng)薩道夫斯基公式的平均預測誤差33.24%，因而預測結(jié)果更加精確。

其原因在于，以最短傳播路徑為爆心距，能夠反映爆破振動波的實際傳播過程，更加符合生產(chǎn)實際。爆破振動波在露天采場的傳播過程中，其衰減程度在一定范圍內(nèi)受到高程差的影響較大[5-7]。當爆破振動波從坡的頂部傳至底部，或從坡底部傳至頂部，在拐點（如圖1中的B、D點）處，會發(fā)生透射和衍射，此時，振動波的大小發(fā)生變化，這與正常直線距離下的振動波的衰減不同。因而，以爆源和質(zhì)點的直線距離作為爆心距，不能反映出這種在拐點處的衰減變化;以最短傳播路徑作為爆心距，雖不能完全反映振動波在拐點處的衰減變化，但卻更加的貼近爆破振動波的實際衰減規(guī)律，從而使得預測更加準確。

4 結(jié)語

（1）將最短傳播路徑作為傳爆距離，更能夠反映爆破振動波的實際傳播和衰減情況，因此把最短傳播路徑作為測點到爆心的距離的薩道夫斯基預測公式能夠降低爆破振動速度峰值預測誤差，提高了預測精度。

（2）以最短傳播距離為爆心距測爆破振動質(zhì)點振動速度峰值平均誤差僅為27.56%，比傳統(tǒng)薩道夫斯基公式預測的平均誤差33.24%更小，精度更高，更加可靠，在工程實踐中更具有運用價值。

（3）薩道夫斯基公式預測質(zhì)點振動速度峰值未能充分考慮到復雜的地質(zhì)地形條件，如節(jié)理、斷層對爆破振動波的影響，因而該公式的預測精度有待進一步提高。

參考文獻

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