基于爆破荷载等效施加方法的振动波形预测与古建筑安全评估

摘要

隧道爆破开挖产生的振动对邻近的古建筑有着不容忽视的安全影响，为研究爆破振动波的传播规律以及预测地面振动效应和分析临近古建筑结构的安全性，以拉卜楞隧道为依托，采用现场实测结合数值模拟分析的方法，预测爆破荷载作用下拉卜楞寺的动力响应。结果表明：(1)随着单响总药量的增加，质点振动速度增大，衰减比也随之增大，说明高频振动衰减快，低频振动衰减慢；(2)通过理论计算将爆破荷载等效施加在弹性边界或隧道开挖轮廓面上，动力模拟结果表明在大于40 m的中远区两者振速变化规律趋于一致，故将荷载施加在开挖轮廓面上是合理的；(3)爆破地震波自由界面处体波经过反射形成沿表面传播的Rayleigh波，结合数值模拟山体内部地震波的传播规律发现，经反射叠加山体内部形成复杂的振动区；(4)当地震波到达拉卜楞寺最近点时，径向振速峰值为0.000 672 cm/s,垂向振速峰值为0.000 448 cm/s,合成振速峰值为0.000 807 cm/s,远小于古建筑安全振动控制标准。

关键词

爆破振动 / 等效荷载 / 数值模拟 / 爆破地震波 / 安全评价

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51769013); 甘肃省基础研究创新群体(20JR5RA478)