Page 89 - 2022年第53卷第9期

通过对现场试验数据进行拟合，发现 β 普遍在 ０．６～０．８之间，即表明塑性区半径 ａ与爆破振动主
０
频 ｆ呈反比关系。
而图 １６、图 １９和图 ２２显示，装药结构、起爆方式及抵抗线大小均与塑性区的发展密切相关。不
耦合装药及侧向起爆条件下，其塑性区半径明显小于耦合装药及一端起爆，且随抵抗线的减小，炮孔
所受夹制作用减弱，反射产生拉应波强度增加，促进了塑性区的发展，使得等效塑性区半径增加。由
５．２节的分析可知，预裂孔的塑性区半径小于主爆孔和光爆孔，故预裂孔的主频普遍高于主爆孔和光
爆孔（见图 ８）。
５．４ 讨论 本文主要从爆破作用边界（装药结构、起爆方式及抵抗线）的角度，研究了岩石基础开挖
中不同典型炮孔诱发振动特性的差异，分析了相应的爆破损伤分布、塑性区发展及爆炸能量分配情
况，并由此探讨了不同炮孔诱发振动差异的内因，即转化为爆破振动能量的多少和爆破塑性区的发展
最终影响振动的峰值和频谱特征。
需说明的是，单响药量及爆心距是影响振动峰值及主频的重要因素。但现场试验表明，若单响药
量及爆心距处于同一当量水平，预裂孔诱发振动峰值仍普遍大于光爆孔及主爆孔（见图 ７）。此外，数
值模拟结果也显示，不同爆破作用边界条件下，爆炸能量转化为振动能的比例存在明显差异。事实
上，单响药量主要反映炸药爆炸释放总能量的多少，而转化为爆破振动能的比例则与爆破作用边界条
件密切相关。
此外，预裂爆破中预裂缝的形成会对主爆孔诱发的振动起到隔振作用，但现场试验表明，即便不
存在预裂缝，预裂孔爆破诱发的振动峰值与主频仍要显著大于主爆孔及光爆孔（见图 ６、图 ７及图 ８）。
因此，除单响药量、爆心距及预裂缝隔振等，综合考虑爆破作用边界条件的不同更有助于合理地解释
不同炮孔诱发振动特性的差异。

６ 结论

通过现场试验，对比了坝基开挖中不同典型炮孔诱发振动特性的差异，并借助数值模拟研究了不
同爆破作用边界条件下岩石的动力响应特性，从爆炸能量分配及塑性区发展的角度对预裂孔、主爆孔
及光爆孔振动差异的内因展开探讨，主要得出如下结论：
（ １）预裂孔为轮廓孔，一般先于主爆孔及光爆孔起爆，抵抗线较大，多采用空气间隔不耦合装药，
由导爆索侧向起爆，其爆破损伤区和塑性区的半径较小，从而消耗于岩石破碎的能量减少，转换为振
动能的比例增大，其 ＰＰＶ及 ＤＦ相对大于主爆孔和光爆孔。
（ ２）光爆孔的装药结构及起爆方式与预裂孔相同，但其抵抗线小于预裂孔和主爆孔，炮孔所受夹
制作用减弱，爆破外部作用增强，也促进了塑性区的发展，其塑性区半径及转化为爆破振动能的比例
与主爆孔较为接近，二者的 ＰＰＶ及 ＤＦ也大体相当。
（ ３）爆破作用边界条件（如装药结构、起爆方式和抵抗线等）的改变会引起爆破损伤分布、塑性区
发展及爆炸能量分配的差异，转化为爆破振动能量的多少和爆破塑性区的发展最终会影响爆破振动峰
值水平和频谱特性。
需要指出的是，本文仅通过现场试验及数值模拟对岩石基础开挖中垂直主爆孔、水平预裂孔和水
平光爆孔三种典型炮孔诱发振动特性的差异进行了分析，还需针对其他类型的爆破或炮孔开展进一步
研究，以获得更为普适的结论。

参 考 文 献：

［ １］ 樊启祥，林鹏，魏鹏程，等．高海拔地区 水 电 工 程 智 能 建 造 挑 战 与 对 策 ［Ｊ］．水 利 学 报，２０２１，５２（１２）：
１４０４ － １４１７．
［ ２］ ＬＩＵＧ，ＬＵＷ，ＮＩＵＸ，ｅｔａｌ．Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｓｈａｐｉｎｇａｎｄｄａｍａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｔｈｅｂｒｅｃｃｉａｌａｖａｄａｍｆｏｕｎｄａ

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