淤泥-岩石地层爆破临近给水管道振动特征

摘要

盾构机通过淤泥-岩石地层时，可以在地面钻孔预先爆破破碎岩石，但是淤泥-岩石地层爆破产生的振动威胁爆区周围供水管道的安全。通过对爆破振动进行现场测试和数值模拟，首先验证爆破现场材料的物理和力学参数，然后研究了爆区附近供水管道的动态响应。得出如下结论：在管道轴向上，节点峰值速度(PPV)随着距爆炸源水平距离的增加而减小；在管道正上方地表沿管道轴向，节点峰值速度也随着距爆炸源水平距离的增加而减小；管道上节点峰值速度与管道上方地面的节点峰值速度之间存在函数关系。管道内壁最大PPV是最小PPV的3.97倍，管道内壁90°处的节点峰值速度最高，管道外壁最大PPV是最小PPV的1.03倍，管道外壁150°处的节点峰值速度最高，每个节点的PPV彼此不同，给水管道内壁PPV大于外壁，内壁PPV变化较大，但外壁PPV相对接近。单元的最大峰值有效应力是单元的最小峰值有效应力的4.06倍，在管道外壁240°～270°处单元的峰值有效应力最高。本研究的结论可以为确定爆区周围供水管道的安全性提供参考。

关键词

振动特征 / 供水管道 / 岩石爆破 / 淤泥-岩石地层 / 数值模拟

基金资助

国家自然科学基金（41972286）; 安徽理工大学人才引进基金（13190208、13220458）;安徽理工大学青年基金（QNYB2021-01）;安徽理工大学安徽省爆破器材与技术工程实验室（AHBP2022B-05）