塌落振动-于老师.ppt

塌落振动 北京科技大学 于亚伦 1 塌落振动的产生 高耸建（构）筑物拆除爆破时，产生二种振动： （1）被拆建（构）筑物中药包爆炸所产生的振动； （2）建（构）筑物塌落解体对地面冲击造成的地层复合振动。 2 塌落振动与爆破振动的异同点 爆破振动 塌落振动 振动强度 振动强度小 振动强度大 振动频率 振动频率高，2~30Hz，频域广 振动频率低，2~8Hz，频域窄 危害 主要表现在对人员、设备、建（构）筑物的危害 振动频率与房屋的自振频率接近，故危害性更大 呼市十一层大楼拆除爆破塌落振动实测图 爆破振动 后座振动 塌落振动 3 塌落振动的造成地面振动的物理过程 有两种观点： （1）建筑物爆破拆除的塌落作用是塌落物对地表的冲击作用。 （2）地面的振动波形和能量不是单一脉冲波动的结果 3.1 南京工程兵学院提出的冲量公式 （1）建（构）筑物在倾倒过程中要进行空中解体，被分割为大小不一的矿体，在势能的作用下，依次下落橦击地表，使地表面产生一种塌落触地振动速度，简称塌落振动速度。塌落振动速度的大小除与其质量和下落高度有关外，还与建（构）筑物重心与触地点的距离有关。距离近，塌落振动速度大；反之则小。故提出下列公式： （2） 南京工程兵学院提出冲量公式 R v=0.08K I 1.67 ( ) － 3.2中科院力学所的观点 （1）建筑物爆破拆除塌落造成地面振动的物理过程 建筑物所在高度具有的重力势能转变成构件的下落运动或是转动；下落冲击地面造成构件和地面破坏，转变成破坏能；剩余能量在地面传播造成了周围地面的振动。地面的振动波形和能量不是单一脉冲波动的结果。因此以冲量表述塌落振动是不准确的。显然塌落造成的地面振动的大小与其具有的重力势能相关，即与下落构件的质量和所在的高度有关，随传播的距离增加而衰减。 （2） 塌落振动计算式 V1=Kt 2MgH σR3 － β M—最先撞击地面且最大的塌落物的质量， H—塌落物质量为M的质心高度，m； σ—地层介质的破坏强度，取10MPa； g—重力加速度，9.8m/s2； R—触地点中心至测点距离，m； Kt、β—为塌落振动速度衰减系数和指数。 根据烟囱拆除爆破实测资料整理： Kt=3.37～4.09，β=-1.66～-1.80 其值是在没有开挖沟槽、不垒筑土墙减振措施的条件下选取；当在地面开挖沟槽、垒筑土墙时，塌落振动将明显减小，此时 Kt为原状地面的1/4~1/3；β值变化不大。 实例1—中银大厦爆破拆除 中银大厦主楼高93.05米，23层。大厦临近的楼房建筑工地正在浇灌混凝土，该工程提出爆破时建筑工地振动速度不得超过1cm/s。 爆破拆除设计了3个爆破切口。依次由下至上分段延时起爆，将楼房分成多段塌落，减小构件对地面的冲击振动和塌散范围，并采取开挖减振沟和垒筑土墙来降低振动。 具体计算 保护对象到塌落中心的距离R=116.5米 计算选取Kt=（1/3)×3.39=1.13;β=-1.66 第一时间落地构件质量M为6000t、H=30m 重力加速度g=9.8m/s2；材料破坏强度σ=10MPa 计算结果，塌落振动速度v=0.337cm/s 实测结果，塌落振动速度v=0.276cm/s 实例2—包头150m烟囱爆破拆除 2007年对包头150m高钢筋混凝土烟囱进行爆破拆除，烟囱周围环境较复杂，东侧15m是楼房、南侧由较开阔的狭长空地180米、西侧距离主房20米。烟囱采用定向爆破设计方案，整体向南倒塌。爆破切口为梯形，位于烟囱底部，最大爆破高度约3.0米，总装药量97kg。 采取铺设袋装土埂，两侧开挖减振沟 具体计算 根据烟囱的爆破设计、地面减振措施选取衰减参数值Kt=(1/3)×4.09、β=-0.180 烟囱总体质量为1114.3×2.6=2890，H=150m，重力加速度g=9.8m/s2， 材料破坏强度σ=10MPa； 预计倒塌中心线56m处的塌落振动速度值为v=2.42cm/s，实测为1.97cm/s。