引水隧洞下穿密集建筑群的爆破振动损伤特征与影响评价

作     者：饶宇 谢志国 陆进彬 赵根 马凯 郭镒维 

作者机构：长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室 武汉理工大学土木工程与建筑学院 云南省滇中引水工程建设管理局 云南省滇中引水工程有限公司 

出 版 物：《爆破》 (Blasting)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 0815[工学-水利工程] 081304[工学-建筑技术科学] 081503[工学-水工结构工程] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52079009) 

主　　题：爆破振动 损伤机理 时频特征 影响评价 

摘      要：振动是爆破作业所产生的首要有害效应，科学地对爆破影响进行评价是工程建设需要解决的重要难点。以滇中引水工程下穿建筑群的隧洞爆破开挖为工程依托，首先采用数值模拟和现场调查方法获得了建筑物受不同致损因素影响的损伤特征，爆破振动会导致建筑物窗户、门洞四角形成“X形态裂缝，单侧不均匀沉降会导致建筑物出现沿窗户、门洞对角的45°斜裂缝。进而对不同爆源距的建筑物振动数据进行时频分析，结果表明：建筑物基础部位受迫振动占据主导作用，爆破荷载结束后自由振动轻微并迅速衰减。随着水平距离的增加，FFT（快速傅里叶变换）主频和爆破振动能量均有下降趋势，但FFT主频随距离变化不如能量敏感，并且各频段能量对距离的敏感程度亦不相同。总体上各频段能量呈现出近区衰减快、远区衰减慢的特征；随爆源距增大，高频部分的爆破能量向中低频转移，存在“低通高滤效应，从而导致各频带能量衰减出现差异化的特征。最后通过调查发现：人体对爆破振动的感受与建筑物安全标准存在显著的差异，据此提出了基于结构损伤和人居环境影响的综合评价方法。