城市拆除爆破技術是從40年代開始出現的。在70年代已經大規模地應用於世界各地,這一技術的出現使工程爆破從曠野進入人口稠密的鬧市區。在那裏爆破拆除的建築物周圍往往有一些其他建築物、精密儀器和設施等,因此要對爆破產生的某些不良因素進行控製。其中最主要的就是對爆破地震效應的控製。由於城市拆除爆破技術應用和研究開始較晚。對拆除爆破地震效應的研究很少。在實際工作中常常出現訴訟、賠償等問題。爆破設計中對拆除爆破地震波的估算多采用薩道夫斯基公式,實際計算值比實測值大很多,有時要影響拆除爆破作業的正常實施。這些問題說明對拆除爆破地震效應的理論研究跟不上實踐的發展,需要對此進行深入係統的研究,找出城市各種拆除爆破中地震波的傳播衰減規律,以指導拆除爆破工程的設計與施工。
本課題通過對各種建築物爆破拆除產生的地震波進行了測試和分析,並與野外地下埋置藥包爆炸的地震效應對比,得到了幾種常見類型建築物拆除爆破的地震波傳播規律曲線。
1建築物拆除爆破地震波的衰減規律
由於建築物拆除爆破時藥包布在牆上,炸藥爆炸後產生的應力波首先在牆內傳播,由於牆上藥包的自由麵比地下藥包的自由麵充分,產生的應力波能量較少,相應在地麵產生的爆破地震波能量也少。通過波動傳播理論分析計算得知:牆內應力波向地麵介質中傳播時,在不同的方向上振幅不同,根據波動理論可以計算出牆內應力波向地麵傳播時在地麵介質引起的振動僅為地下同樣振源的655倍,綜合以上兩方麵因素,可以求出拆除爆破產生的爆破地震波。
當藥量相同時,牆越厚,值越大,即值隨牆厚的增加而增加,隨藥包藥量的增加而減少。
2長大建築物拆除爆破產生的振動
相對集中布藥的拆除爆破(如煙囪、樁柱等建築物)時,爆源比較集中,周圍產生的爆炸地震波可以用式進行計算,但廠房,樓房等大型建築物拆除爆破時,周圍地麵的爆破地震波強度的大小與等效藥量和等效距離有關,而與總藥量和到爆破中心的距離計算的比尺距並不是線性相關。介質的振動要受藥包群的縱向分散和橫向分散兩方麵的影響。橫向分散的結果使藥包群附近的爆破地震波波陣麵為一圓柱形,柱麵波的振動衰減指數比球麵波小,但是在一定的距離以後,各藥包到控製點的距離相對差別很小以及柱狀波陣麵在整個波陣麵中所占比例很小,主要為球麵波,因此在遠區的衰減指數比較大。而縱向分散作用使藥包從爆破中心分散到距控製點很近的和很遠的地方,近距藥包的地震波影響比在幾何中心處大很多,而且測點距離越近使振動增加越多,距離越遠,這一效應越小。從表麵上看縱向分散作用使衰減指數增大。但當控製點距爆破中心距離很大時,各藥包到控製點的距離之差相對減小。這種縱向分散效應逐漸消失,整個波陣麵近似為球形,各個方向上振動速度的衰減指數與集中藥包相似。