边坡抛掷爆破峰值质点振动速度的无量纲分析*

周文海，梁 瑞，余建平，杜超飞，王敦繁，楼晓明

（1.兰州理工大学石油化工学院，甘肃 兰州 730050；2.浙江大学海洋学院，浙江 舟山 316021；3.福州大学爆炸技术研究所，福建 福州 350116）

工程爆破过程所诱发的振动效应不仅影响工程本身的质量以及后续的施工和使用安全性，而且不可避免地对周围建筑物、临近边坡和施工平台产生负面影响[1-2]。Singh 等[3]、Lu 等[4]通过研究指出振动波诱发边坡自身和周围建筑物结构动力响应与地表质点峰值振动速度、振动波传播历程以及振动频率等因素有关；同时闫鸿浩等[5]、史秀志等[6]、Mcgarr 等[7]通过大量边坡爆破工程实例研究发现，爆区周围环境设施因振动造成的破坏与地表质点峰值速度有着密切的相关性；因此，振动波传播过程诱发的地表质点峰值速度可作为降振研究的主要指标之一。目前对于爆破振动引起地表质点峰值速度的半经验公式，运用最广泛的是萨道夫斯基模型[8-9]：

通过大量工程实例验证，运用萨氏公式预测地表质点峰值振动速度时，只有在同一高程的平整地形下具有较高精度；如存在较大高程差以及地表起伏明显的情况下，实测数据与预测数据之间存在较大误差。因此，陈均等[11]、Mcgarr 等[12]、陈明等[13]对高程影响振动峰值速度进行研究，并指出随高差正向增大振动加强，反之降低，具体数学模型为：

式中：H 为测点与爆源之间的高程差，β 为高程影响指数。公式(2)中虽考虑了高程对峰值振动速率的影响，但未说明各系数的相互变化关系以及这些参数之间的相互影响，且没有进行无量纲处理。……