褚夫蛟,段玉德,李公成,王作鹏,魏志鹏,张连新

• 1:山东理工大学资源与环境工程学院
• 2:山东东平宏达矿业有限公司
• 3:山东盛鑫矿业有限公司

摘要(Abstract)：

针对某矿山Ⅰ-1矿体矿房爆破时爆破振动对铁路安全的影响，通过数值计算的方法建立矿体和铁路路基的数值模型进行安全评估，判断既有铁路路基及车站是否安全。根据矿房1、2的位置关系，在临近的铁路路基上设置1-1、2-2、3-3剖面来监测铁路路基的动态响应情况，通过计算分析路基的振动速度以及各监测剖面的应力、应变。经分析可知，铁路路基的最大振动为矿房1爆破时产生的，最大振动点位于1-1剖面的铁路路基下部，最大合速度为3.412 cm/s,三向最大速度为3.392 cm/s,为Y方向。而车站产生的振动最大值为矿房2爆破导致的，车站合振速的最大值为0.02005 cm/s,为铁路路基底部振速。矿房爆破导致的铁路路基以及车站的振动速度均小于爆破安全允许振速。矿房1爆破时，1-1剖面出现应力最大值，最大主应力最大值为8108.17 Pa,最小主应力最大值为12409.1 Pa,最大剪应力值为5955.34 Pa,所有应力值均不会导致路基出现破坏现象。而矿房2爆破时，路基的2-2剖面产生的应力值最大，但最大应力值均小于矿房1爆破时1-1剖面路基所产生的应力值。路基和车站在矿房爆破作用下产生的最大剪应变值为2.58×10~(-4 )ε,由于车站距离较远，因而产生的应变值非常小，在此情况下，路基和车站不会产生明显的变形。

关键词(KeyWords)： 矿山爆破;爆破振动;铁路路基;数值模拟;安全分析

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(51904177)

作者(Author): 褚夫蛟,段玉德,李公成,王作鹏,魏志鹏,张连新

参考文献(References)：

• [1] 杨凯，吕淑然，董华兴.地下采矿爆破振动对地面环境影响的监测与分析[J].金属矿山，2013(10):144-147.[1] YANG Kai,LU Shu-ran,DONG Hua-xing.Monitoring and analysis of impact of blast vibration on ground environment in underground mining[J].Metal Mine,2013(10):144-147.(in Chinese)
• [2] ROY M P,SINGH P K,SARIM MD,et al.Blast design and vibration control at an underground metal mine for the safety of surface structure[J].International Journal of Rock Mechanics & Mining Science,2016,83:107-115.
• [3] 陈永伟.路堑爆破开挖对既有铁路路基振动影响研究[J].铁道勘察，2021,47(3):61- 64.[3] CHEN Yong-wei,Vibration influence of road cutting blasting excavationon existing railway subgrade[J].Railway Survey,2021,47(3):61- 64.(in Chinese)
• [4] GRAIZER Vladimir.Low-velocity zone and topography as a source of site amplification effect on Tarzana hill,California[J].Soil Dynamics and Earthquake Engineering,2009,29(2):324-332.
• [5] SKLAVOUNOS S,RIGAS F.Computer simulation of shock waves transmission in obstructed terrains[J].Journal of Loss Prevention in the Process Industries,2004,17(6):407- 417.
• [6] 孙秀民，汪进玉.爆破振动对建筑物的影响评价研究[J].爆破，2008(2):73-76,88.[6] SUN Xiu-min,WANG Jin-yu,Evaluation of blasting vibration effects on buildings[J].Blasting,2008(2):73-76,88.(in Chinese)
• [7] TORANO J,RODRIGUEZ R,DIEGO I.FEM models including randomness and its application to the blasting vibration sprediction[J].Computers and Geotechnics,2006,33(1):15-28.
• [8] 叶明班，高文学，曹晓立，等.爆炸荷载下岩质边坡动力响应规律研究[J].爆破，2019,36(4):31-36,118.[8] YE Ming-ban,GAO Wen-xue,CAO Xiao-li,et al.Dynamic response law of rock slope under explosive loading[J].Blasting,2019,36(4):31-36,118.(in Chinese)
• [9] 于德海，秦凯凯.地铁下穿既有铁路桥的爆破动力响应分析[J].科学技术与工程，2020,20(8):3302-3307.[9] YU De-hai,QIN Kai-kai.The dynamic effect analysis of the blasting to the existing structures in subway tunnel[J].Science Technology and Engineering,2020,20(8):3302-3307.(in Chinese)
• [10] 邢恩达，曹丽，卢斌强.露天矿高边坡爆破振动监测与衰减规律分析[J].科技通报，2021,37(9):90-93,117.[10] XING En-da,CAO Li,LU Bin-qiang.Blasting vibration monitoring and attenuation analysis of high slope in open-pit mine[J].Bulletin of Science and Technology,2021,37(9):90-93,117.(in Chinese)
• [11] 中华人民共和国国家标准.GB6722—2014爆破安全规程[S].北京：中国标准出版社，2014.[11] National Standard of P R China.GB6722—2014 Safety regulations for blasting[S].Beijing:Standards Press of China,2014.(in Chinese)
• [12] 中华人民共和国国家标准.TB 10313—2019《铁路工程爆破振动安全技术规程》[S].北京：国家铁路局，2019.[12] National Standard of P R China.TB10313—2019 Safety technical specification for blasting vibration of railway engineering [S].Beijing:National Railway Administration,2019.(in Chinese)
• [13] BERNAL D.Viscous damping in inelastic structural response [J].Struct Eng,1994,120(4):1240-1254.
• [14] XIA Yu-qing,JIANG Nan,ZHOU Chuan-bo,et al.Theoretical solution of the vibration response of the buried flexible HDPE pipe under impact load induced by rock blasting[J].Soil Dynamics and Earthquake Engineering,2021,146:106734.