[发明专利]一种基于能量原理的深部岩体爆破开挖诱发振动预报方法

摘要

本发明提供一种基于能量原理的深部岩体爆破开挖诱发振动预报方法，包括如下步骤⑴采用量纲分析方法，建立了基于能量平衡原理的峰值振动速度预测公式；⑵针对深埋地下隧洞爆破开挖，在洞壁布置振动监测仪，记录爆破过程的岩体振动波形，获取围岩振动响应；⑶根据深埋地下隧洞爆破参数和场地环境，计算出每段炮孔所装炸药爆炸能量及被开挖岩体的应变能，再结合实测的爆破振动峰值速度，采用多元回归分析方法计算出预测公式中的未知系数，实现深部岩体爆破开挖诱发振动的预报。本发明方法大幅度提高了深部岩体爆破开挖诱发振动的预报精度，可广泛应用于交通、水电、矿山等深埋地下工程爆破开挖诱发振动的预报。

主权项

一种基于能量原理的深部岩体爆破开挖诱发振动预报方法，其特征在于包括如下步骤：⑴通过量纲分析建立基于炸药爆炸能量及被开挖岩体释放应变能的振动预测公式：式中：ρ为岩体密度，单位：kg/m3；r为质点与爆源中心的距离，单位：m；Q为单响药量，单位：kg；W为炸药爆热，单位：J/kg；QW为单响药量与炸药爆热乘积，表示炸药能量，单位：J；ξ为已知系数，是以振动形式释放能量占炸药爆炸能量百分比；S为被开挖岩体应变能，单位：J；V为被开挖岩体体积，单位：m3；K2、β均为未知系数；⑵钻孔并装药，在洞壁布置爆破振动监测仪，记录爆破过程的振动波形，获得振动速度的峰值v，同时测量每个监测点对应的质点与爆源中心的距离r；⑶根据爆破设计、参数，获得每段雷管起爆所对应的开挖岩体体积V、炸药能量QW及系数ξ，根据爆破开挖场地环境，获得每段雷管起爆所对应的被开挖岩体应变能S、岩体密度；⑷结合收集到的数据：质点与爆源中心的距离r、炸药能量QW及系数ξ、被开挖岩体体积V、被开挖岩体应变能S、振动速度的峰值v、岩体密度ρ，采用多元回归分析方法计算出振动预测公式中的未知系数K2、β，实现深部岩体爆破开挖诱发振动的预报。