爆破震动引起的地震效应是公认的爆破灾害之首。课题采用岩石动力学、结构动力学、小波分析理论和实验测试研究了爆破震动特性与结构爆破震动破坏机制,完成了爆破地震波传播的震源机制研究,指出装药周围介质破坏区范围大小决定了爆破地震波的频率、波动幅值大小及作用时间;研究了弹性介质中爆破震动分区及其地震波传播特性,给出了各分区的爆破震动三向峰值速度、主频-比例距离曲线关系;讨论了多维地震动作用下的结构响应,得出了结构受单向地震动荷载作用时的响应都明显比三向地震动荷载作用时要小,特别是爆破震动主频越小时差值越大;爆破地震波是一个包含很多频率成分的复杂信号,在分析爆破地震波频率对结构的动态响应的影响时,除基本频率外,还应考虑其它占有相当能量比例的优势频率的影响;采用小波包分解和重构的方法,提出了一个考虑诸多影响因素的爆破地震效应安全判据,该判据能体现结构特性、爆破震动幅值、频率、持续时间及能量比例等参数对结构安全的影响;讨论了爆破地震波三要素对多层砌体结构弹塑性动力响应影响;给出了2~4层典型砌体结构房屋爆破震动安全标准。研究成果对爆破灾害控制研究和工程爆破优化设计都具有重要意义。
英文主题词blasting vibration; structural dynamic response; blasting safety; structural damage; blasting seismic effect