深部地层地应力水平与爆破振动频率特征的相关性

杨润强^1,2，严鹏^1,2，卢文波^1,2，陈明^1,2，王高辉^1,2

1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室2. 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室

摘 要：不同的地应力水平对深部岩体爆破振动的频率和能量分布具有重要影响。通过对不同地应力水平的深埋隧洞爆破开挖过程中实测围岩振动信号进行快速傅里叶变换,采用功率谱分析方法研究振动信号在不同频带上的能量分布。研究表明,实测爆破振动的低频振动(<50 Hz)能量占总振动能量的百分比随应力水平的提高而增加;爆破振动在其频域中除了有一个主振频率外,还存在多个子频带,且各子频带振动的能量与主频带振动能量的差距随应力水平的提高而减小;伴随爆破破岩过程而发生的应变能瞬态释放效应诱发围岩振动的主频一般比爆炸荷载诱发振动的主频低;在50 MPa或更高应力水平下,应变能释放诱发的振动能量与爆炸荷载诱发振动能量大致相当。

关键词：地应力水平;爆破振动;振动频率;能量分布;功率谱分析;