動(dòng)靜條件下隧道爆破建筑結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)特征分析

胡輝榮， 黃華東， 王先義， 李連超

(1. 中鐵西北科學(xué)研究院有限公司， 甘肅 蘭州 730000； 2. 重慶市市政設(shè)計(jì)研究院， 重慶 400020；3. 重慶交通大學(xué)山區(qū)橋梁與隧道工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地， 重慶 400074)

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動(dòng)靜條件下隧道爆破建筑結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)特征分析

胡輝榮1， 黃華東2,3， 王先義3， 李連超3

(1. 中鐵西北科學(xué)研究院有限公司， 甘肅 蘭州 730000； 2. 重慶市市政設(shè)計(jì)研究院， 重慶 400020；3. 重慶交通大學(xué)山區(qū)橋梁與隧道工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地， 重慶 400074)

為了對(duì)不同動(dòng)靜條件下隧道爆破地震波對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)的影響情況進(jìn)行探討，基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立的時(shí)程特征分析方法，建立以動(dòng)靜條件下隧道爆破-圍巖-建筑結(jié)構(gòu)多場(chǎng)耦合模型，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)的規(guī)律及結(jié)論進(jìn)行探討與分析。結(jié)果表明：在動(dòng)靜條件下建筑結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特征不相同，放大效應(yīng)規(guī)律也不一樣； 靜條件下工況相比動(dòng)條件下放大效應(yīng)更為明顯，而動(dòng)條件下的放大效應(yīng)規(guī)律更偏向于貼合實(shí)測(cè)情形且表現(xiàn)更為復(fù)雜化； 通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在不同動(dòng)靜條件下的放大倍數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，單純從巖性條件上來(lái)評(píng)價(jià)，可推測(cè)出較軟圍巖工況的放大效應(yīng)相比較硬圍巖工況更為強(qiáng)烈。

隧道爆破； 地震波； 建筑結(jié)構(gòu)； 放大效應(yīng)； 工況； 安全控制

0 引言

近年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)建筑結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)展開(kāi)研究。劉優(yōu)平等[1]通過(guò)試驗(yàn)分析高程放大系數(shù)與爆心距及爆心距水平投影關(guān)系。楊海書(shū)等[2]發(fā)現(xiàn)“T”形結(jié)構(gòu)在爆破振動(dòng)下，放大效應(yīng)使得房屋兩端的質(zhì)點(diǎn)振速峰值放大2倍，且提出隨著樓層的增加振動(dòng)峰值變大，其增大比例系數(shù)為1.1。王仁濤等[3]在青島地鐵的振動(dòng)監(jiān)測(cè)中，通過(guò)統(tǒng)計(jì)高層樓房爆破振速隨著工作面里程推進(jìn)的變化情況，發(fā)現(xiàn)在磚混結(jié)構(gòu)中存在頂層振速的放大效應(yīng)。王輝等[4]通過(guò)對(duì)重慶軌道交通環(huán)線的振動(dòng)試驗(yàn)研究得出，建筑物的爆破振速隨著樓層的增加有先增大再減少再增大的規(guī)律。張遠(yuǎn)華[5]在對(duì)福建高速公路隧道的試驗(yàn)監(jiān)測(cè)中，確認(rèn)振速隨著高度的增加有明顯的放大效應(yīng)，且測(cè)點(diǎn)位置越大放大效應(yīng)越明顯。祝文化等[6]通過(guò)對(duì)框架結(jié)構(gòu)高程響應(yīng)情況分析得出，建筑結(jié)構(gòu)的高度對(duì)振速和位移均具有明顯的放大作用，且速度放大效應(yīng)相比位移放大效應(yīng)要大。爆破振動(dòng)高程放大效應(yīng)也逐漸成為爆破方向研究熱點(diǎn)，放大效應(yīng)相關(guān)的規(guī)律及理論也逐漸完善。

大部分學(xué)者針對(duì)放大效應(yīng)的研究主要基于監(jiān)測(cè)試驗(yàn)及以靜條件下的數(shù)模為主。本文通過(guò)建立動(dòng)靜條件下的數(shù)模工況，對(duì)不同動(dòng)靜條件下的各通道振速特征、位移分布規(guī)律和不同爆心距下的放大倍數(shù)做了詳細(xì)的探討與分析。通過(guò)對(duì)不同動(dòng)靜條件下放大效應(yīng)特征的研究，補(bǔ)充隧道爆破振動(dòng)對(duì)高層結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)影響規(guī)律。

1 數(shù)學(xué)模型

采用直接積分的時(shí)程特征分析方法計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng)整體過(guò)程，選用MIDAS/GTS參與迭代計(jì)算，其基本方程為

(1)

用特征向量法計(jì)算模型特征值，選用振型參與系數(shù)最大值計(jì)入時(shí)程分析，其基本方程為

(2)

振型參與系數(shù)

(3)

式中：τm為振型參與系數(shù)； m為振型階數(shù)； Mi為i節(jié)點(diǎn)位置質(zhì)量； φim為i節(jié)點(diǎn)位置的第m階振型向量。

2 工況介紹

通過(guò)對(duì)某隧道及周邊環(huán)境的詳細(xì)調(diào)查，建筑物采用13/-1樁基礎(chǔ)，擬建隧道側(cè)穿鄰近建筑物，最小埋深8.27m。根據(jù)實(shí)測(cè)情形建立數(shù)值模型，模型坐標(biāo)系采用笛卡爾坐標(biāo)系，X軸垂直隧道軸線，Z軸垂直向上，Y軸沿隧道軸線方向(見(jiàn)圖1)。邊界條件選用黏性邊界。模型以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立不同動(dòng)靜條件下的數(shù)模工況(工況1為參考原始地勘參數(shù)建立的靜條件下工況； 工況2為經(jīng)修正過(guò)巖土參數(shù)的動(dòng)條件下工況，源于圍巖在高應(yīng)變率或爆破沖擊下的應(yīng)變率效應(yīng)，其動(dòng)力學(xué)參數(shù)在靜力學(xué)參數(shù)基礎(chǔ)上有所變化。參考王思敬等[8]經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?dòng)條件下工況，見(jiàn)式4； 工況2為實(shí)驗(yàn)對(duì)比參考工況)。

圖1 隧道-圍巖-建筑物模型及相對(duì)位置關(guān)系(單位：m)

Fig. 1 Relationships among tunnel, surrounding rock and building and model (m)

(4)

式中：Es為靜條件下彈性模量；Ed為動(dòng)條件下彈性模量。動(dòng)泊松比近似按照0.8倍靜泊松比計(jì)算。

縱波波速

Cp=(E(1-μ)/ρ(1+μ)(1-2μ))1/2。

(5)

式中：Cp為縱波波速；E為彈性模量；μ為泊松比；ρ為密度。表1為動(dòng)靜條件下圍巖力學(xué)參數(shù)取值。

表1 動(dòng)靜條件下圍巖力學(xué)參數(shù)

數(shù)模尺寸為94.95 m×162.00 m×47.36 m(對(duì)應(yīng)XYZ笛卡爾坐標(biāo)系)。網(wǎng)格劃分原則為隧道、樁基和建筑物等重要研究區(qū)域加密，其余部位相對(duì)稀疏，總共68 500個(gè)單元。針對(duì)模型固有特征的計(jì)算，靜條件下工況的主要振型周期分別為0.256 5、0.211 6 s，質(zhì)量參與系數(shù)分別為66.30%、4.95%。動(dòng)條件下工況的特征周期分別為0.490 8、0.112 5 s，質(zhì)量參與系數(shù)分別為1.43%、70.13%。為了重點(diǎn)探討爆破地震波對(duì)高層框架結(jié)構(gòu)放大效應(yīng)的影響，在框架結(jié)構(gòu)的頂層、中間層和底層(地表附近)分別布置主要的計(jì)算點(diǎn)位(見(jiàn)圖2)。頂層主要的計(jì)算點(diǎn)位有63 450、63 477、63 423、63 235、62 968、62 940、63 002、63 220、63 255和63 217，中間層(第7層)主要計(jì)算點(diǎn)位有60 076、60 119、60 101、59 887、59 584、59 664、59 600、59 872、59 907、59 869，底層主要計(jì)算點(diǎn)位有41 949、46 624、51 299、51 560、51 164、46 489、41 814、42 210、56 084、55 971。

圖2 高層框架結(jié)構(gòu)模型計(jì)算點(diǎn)位布置

Fig. 2 Layout of calculation points of building structure model

3 動(dòng)靜條件下工況對(duì)比與分析

41 814計(jì)算點(diǎn)位是鄰近建筑物地表最近的點(diǎn)位，也是爆破工程師監(jiān)測(cè)中通常布置的點(diǎn)位之一(爆心距為74 m左右，見(jiàn)圖1)，該點(diǎn)振速能在一定程度上反映建筑物所處位置的安全振速狀態(tài)。靜條件下工況振速計(jì)算與實(shí)測(cè)情形差異不大，能在一定程度上反映實(shí)際振速情況。動(dòng)條件下工況旨在探討應(yīng)變率效應(yīng)引起的動(dòng)力學(xué)參數(shù)發(fā)生改變時(shí)對(duì)地震波傳播產(chǎn)生影響而設(shè)置的試驗(yàn)參照組。41 814計(jì)算點(diǎn)位與實(shí)測(cè)鄰近建筑點(diǎn)位振速對(duì)比如圖3所示。該計(jì)算點(diǎn)位與地表鄰近點(diǎn)位峰值速度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比中，實(shí)測(cè)情形X/Y/Z通道峰值速度分布于不同動(dòng)靜條件下工況之間，且較為接近靜條件下工況，這表明高應(yīng)變率效應(yīng)影響范圍受限，離爆源較近的地方受爆破高速?zèng)_擊影響較大，而離爆心距較遠(yuǎn)的地方影響變小或甚微。故認(rèn)為，基于整個(gè)模型全局化的應(yīng)變率效應(yīng)還需做更多深入的研討來(lái)增大切合實(shí)際情形的力度。靜條件下工況情形X/Y/Z通道的峰值速度規(guī)律與實(shí)測(cè)情形吻合度較高，相對(duì)誤差在容許誤差的20%范圍之內(nèi)，可認(rèn)為，數(shù)值模型、邊界條件及參數(shù)的建立是基本合理的。

3.1 位移變化特征

動(dòng)靜條件下建筑物合位移云圖和各點(diǎn)位最值情況如圖4和表2所示。由圖4和表2發(fā)現(xiàn)：位移最大值主要出現(xiàn)在高層樓板點(diǎn)位，頂層樓板位移有向樓板中心逐漸發(fā)展變大的趨勢(shì)(見(jiàn)頂層樓面中心附近深顏色成團(tuán)區(qū)域)； 位移最小值則通常出現(xiàn)在底層樓板附近或樁基的位置。動(dòng)靜條件下工況時(shí)程規(guī)律如圖5所示。由圖5可知：靜條件下工況結(jié)構(gòu)位移變形比動(dòng)條件下工況要大，變形的開(kāi)始時(shí)間要晚于動(dòng)條件下工況情形(動(dòng)條件下工況最值產(chǎn)生時(shí)間普遍有所提前)； 3個(gè)分量的位移中，Y向的位移變形最大； 在計(jì)算的1 s時(shí)間內(nèi)，還有強(qiáng)烈的震蕩現(xiàn)象，這也表明高層建筑物的振動(dòng)持續(xù)時(shí)間還會(huì)更長(zhǎng)，容易引起尖端結(jié)構(gòu)的鞭梢效應(yīng)[9]以及結(jié)構(gòu)的損傷累計(jì)效應(yīng)[10]，得加大重視力度。林鍵等[11]在評(píng)價(jià)房屋結(jié)構(gòu)的綜合判據(jù)中，認(rèn)為持續(xù)時(shí)間也應(yīng)作為和振幅同等重要的因素考慮在內(nèi)。

圖3 計(jì)算點(diǎn)位41 814與實(shí)測(cè)鄰近建筑點(diǎn)位振速對(duì)比

Fig. 3 Comparison between calculated vibration velocity and measured vibration velocity of Calculation Point 41 814

圖4 動(dòng)靜條件下工況建筑物最大合位移云圖

Fig. 4 Nephogram of maximum displacements of building under dynamic and static conditions

表2 重點(diǎn)計(jì)算點(diǎn)位速度、位移最值情況

(a)靜條件下工況

(b)動(dòng)條件下工況

Fig. 5 Time-history curves of displacement of top floor of building measured at Calculation Point 63 002

3.2 速度時(shí)程特征

由動(dòng)靜條件下工況最大合速度監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比可發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)圖6和見(jiàn)表2)：最大值區(qū)域基本分布于頂層樓板，跟位移特征相似，同樣有向中間發(fā)展的趨勢(shì)； 隨著樓層的增加，最大合速度有逐漸上升的規(guī)律(靜條件下工況更明顯)。在類似的工況情形下，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)應(yīng)密切注意高層部位的動(dòng)力響應(yīng)情況(不同工況表明高層的中心區(qū)域和邊角區(qū)域均有可能出現(xiàn)最大值)。

圖7為動(dòng)靜條件下工況Z向振速隨樓層高度的變化曲線。由圖7可知：隨著樓層的增加，速度值普遍增大； 靜條件下工況建筑物背爆測(cè)部位(51 560、51 299、51 164計(jì)算點(diǎn)位)增大得明顯，迎爆測(cè)部位增加得較緩；動(dòng)條件下工況下建筑物背爆側(cè)部位(46 489、56 084、46 624、55 971計(jì)算點(diǎn)位)仍然比迎爆測(cè)部位數(shù)值普遍要大。2工況下不同計(jì)算點(diǎn)位Z向速度的豎向最大放大倍數(shù)如表3所示。由表3知：靜條件下工況部分點(diǎn)位放大倍數(shù)已超過(guò)2倍，最值高達(dá)2.905 1倍，放大效應(yīng)較明顯； 動(dòng)條件下工況放大倍數(shù)普遍低于靜條件下工況，最大放大倍數(shù)出現(xiàn)在515 60點(diǎn)位豎向位置(位于背爆側(cè))，為1.923 3倍。這也表明在不同動(dòng)靜強(qiáng)度條件下，鄰近建筑物的響應(yīng)情況不一，靜條件下工況情形的放大效應(yīng)要明顯高于動(dòng)條件下工況，這點(diǎn)單純從巖性上來(lái)評(píng)價(jià)，可推測(cè)出較軟圍巖工況發(fā)生的放大效應(yīng)相比較硬圍巖工況反應(yīng)要大； 不同的建筑物點(diǎn)位情況反映出背爆測(cè)放大效應(yīng)普遍高于迎爆測(cè)，這跟建筑物固有頻率和地震波的傳播、反射、折射等因素有關(guān)[12]； 于蕾在對(duì)高層結(jié)構(gòu)的安全影響分析中提出低頻容易造成結(jié)構(gòu)共振以及高程放大效應(yīng)的形成[13]。這也在一定程度上驗(yàn)證了本文中動(dòng)靜條件下工況放大效應(yīng)的產(chǎn)生(該建筑結(jié)構(gòu)爆心距在70 m以上，比較接近于蕾[13]提到的容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)共振和放大效應(yīng)的爆心距離，頻率隨著爆心距的增大逐漸衰減，當(dāng)衰減到與建筑物自振頻率能量成分較接近時(shí)，放大效應(yīng)也就表現(xiàn)越明顯)。

(a)靜條件下工況

(b)動(dòng)條件下工況

Fig. 6 Nephogram of maximum vibration velocity of building under dynamic and static conditions

此外，靜條件下工況部分計(jì)算點(diǎn)位還發(fā)現(xiàn)爆破振速的放大效應(yīng)增長(zhǎng)率隨著建筑高度的增加會(huì)有所減緩； 而動(dòng)條件下工況則略有不同，在底層區(qū)爆破振速隨著樓層的增大而增大，在中層區(qū)則表現(xiàn)為隨著樓層的增大變緩甚至減少，而在頂層區(qū)又隨著樓層的增大而增大。動(dòng)條件下的規(guī)律跟王輝等[4]在重慶軌道交通環(huán)線體育公園站的試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果既有相似之處又有所不同，這也表明動(dòng)條件下工況放大效應(yīng)規(guī)律有更偏向于符合實(shí)測(cè)情形的趨勢(shì)且動(dòng)力響應(yīng)過(guò)程更為復(fù)雜化。當(dāng)然這也跟建筑物對(duì)爆破振動(dòng)中不同頻率能量成分的選擇性放大作用有關(guān)[14]。由于建筑結(jié)構(gòu)的新舊、材料和結(jié)構(gòu)形式的不同，當(dāng)前規(guī)范還沒(méi)能更好地將爆破本身特征跟建筑結(jié)構(gòu)固有特征完全的結(jié)合起來(lái)。

(a)靜條件下工況 (b)動(dòng)條件下工況

圖7 動(dòng)靜條件下工況計(jì)算點(diǎn)位Z向振速隨樓層高度變化情況

Fig. 7 Variation of vibration velocity of calculation point alongZ-direction vs. height of buildting under dynamic and static conditions

表3 各計(jì)算點(diǎn)位垂向位置Z向速度放大倍數(shù)情況

Table 3 Vertical vibration velocity amplification times alongZ-direction of building of every calculation point under dynamic and static conditions

工況41949垂向位置46624垂向位置51299垂向位置51560垂向位置51164垂向位置46489垂向位置41814垂向位置42210垂向位置56084垂向位置55971垂向位置靜條件下工況1.90241.56642.27392.40632.90511.39081.71661.75401.28341.7164動(dòng)條件下工況1.29861.41961.54621.92331.80591.35801.36061.47931.46311.5739

圖8(a)(b)為建筑物底層鄰近地表計(jì)算點(diǎn)位41 814的振速時(shí)程情況，靜條件下工況該點(diǎn)的最大正振速為Z向速度，其值為1.079 6 cm/s，其次是Y向，最大為-1.127 8 cm/s； 動(dòng)條件下工況情形最大正振速是Y向，為0.372 4 cm/s，最大負(fù)振速依然是Y向，為-0.444 8 cm/s，而Z向的最大值遠(yuǎn)小于Y向振速。因此，在工程爆破監(jiān)測(cè)中，切忌只采用Z通道作為爆破安全判據(jù)振速，應(yīng)選用各通道振速較大者作為安全速度判據(jù)值。圖8(c)(d)為建筑物頂層計(jì)算點(diǎn)位63 002的振速時(shí)程情況，該計(jì)算點(diǎn)位不同動(dòng)靜條件下Y向的振速均占主導(dǎo)地位，Z向的次之，表明Y/Z向的變形趨勢(shì)較大，Z向受到建筑結(jié)構(gòu)豎向約束的作用而影響較小，而Y向振速持續(xù)的波動(dòng)可能會(huì)造成高層結(jié)構(gòu)的“鞭梢效應(yīng)”及累計(jì)疲勞損傷(在計(jì)算的時(shí)間內(nèi)，不同動(dòng)靜條件下波形震蕩仍較為劇烈)。

地表及建筑物部分計(jì)算點(diǎn)位的Z向振速如圖9所示。由圖9可知：靜條件下工況迎爆側(cè)鄰近建筑物地表計(jì)算點(diǎn)位(41 814計(jì)算點(diǎn)位)其Z向速度值為1.070 6 cm/s； 動(dòng)條件下工況迎爆側(cè)鄰近建筑物地表計(jì)算點(diǎn)位(41 814計(jì)算點(diǎn)位)其Z向速度值為0.184 8 cm/s； 基本上是建筑物7層以下較有代表性的最大Z向速度值，且均未超過(guò)GB 6722—2014《爆破安全規(guī)程》的規(guī)定[15]。動(dòng)條件下工況，建筑物底部、中部、頂部的大部分計(jì)算點(diǎn)位數(shù)據(jù)有普遍小于地表計(jì)算點(diǎn)位的現(xiàn)象(見(jiàn)圖9(b))，僅有少部分點(diǎn)位值超過(guò)地表監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(靜條件下工況也有部分測(cè)位有所體現(xiàn)，見(jiàn)圖9(a))，僅從這點(diǎn)看來(lái)，當(dāng)前GB 6722—2014《爆破安全規(guī)程》采用監(jiān)測(cè)鄰近建筑物地表的振動(dòng)數(shù)據(jù)作為安全判據(jù)數(shù)據(jù)，是具有一定依據(jù)及可行性的，但對(duì)于某些靜條件下工況情形，建筑物高層部位的振速有可能已超過(guò)國(guó)家規(guī)定的振速標(biāo)準(zhǔn)(靜條件下工況情形頂層樓板計(jì)算點(diǎn)位最大Z向速度為2.238 9 cm/s)，應(yīng)結(jié)合具體的頻譜特征以及持時(shí)效應(yīng)再作考慮。

(a)靜條件下41 814點(diǎn)位振速時(shí)程曲線 (b)動(dòng)條件下41 814點(diǎn)位振速時(shí)程曲線

(c)靜條件下63 002點(diǎn)位振速時(shí)程曲線

(d)動(dòng)條件下63 002點(diǎn)位振速時(shí)程曲線

圖8 不同動(dòng)靜條件下計(jì)算點(diǎn)位的振速時(shí)程曲線

Fig. 8 Time-history curves of vibration velocity of building of every calculation point under dynamic and static conditions

(a)靜條件下工況 (b)動(dòng)條件下工況

4 結(jié)論與討論

1)靜條件下工況放大效應(yīng)最大放大倍數(shù)為2.905 1倍，動(dòng)條件下放大倍數(shù)最大為1.923 3倍。在不同動(dòng)靜強(qiáng)度作用下，靜條件下工況放大效應(yīng)要明顯高于動(dòng)條件下工況；單純從巖性條件上來(lái)講，可推測(cè)出較軟圍巖工況的放大效應(yīng)比較硬圍巖工況反應(yīng)更為劇烈。

2)建筑結(jié)構(gòu)高層點(diǎn)位的Y向振速和Y向位移時(shí)程持續(xù)震蕩時(shí)間較長(zhǎng)，可能會(huì)造成高層結(jié)構(gòu)的“鞭梢效應(yīng)”及累計(jì)疲勞損傷； 較遠(yuǎn)爆心距的爆破振動(dòng)容易引起高層結(jié)構(gòu)的低頻共振，促進(jìn)放大效應(yīng)的形成，應(yīng)加大重視力度； 特別是針對(duì)修建時(shí)間較久、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差的高層結(jié)構(gòu)，在安全評(píng)估中應(yīng)將持續(xù)時(shí)間、頻率作為與振幅同等重要的因素考慮其影響權(quán)重。

3)靜條件下工況的振速較動(dòng)條件下工況更為接近實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，而動(dòng)條件下建筑結(jié)構(gòu)的放大效應(yīng)規(guī)律有更偏向于符合實(shí)測(cè)情形的趨勢(shì)且動(dòng)力響應(yīng)過(guò)程更為復(fù)雜化。

4)基于模型全局化的應(yīng)變率效應(yīng)參數(shù)的調(diào)整，暫未考慮影響范圍的限制，故建筑結(jié)構(gòu)在動(dòng)條件下的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律還需做更多深入的探討和研究。

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Study of Characteristics of Vibration Velocity Amplifying Effect of Building Structures Induced by Tunnel Blasting under Dynamic and Static Conditions

HU Huirong1, HUANG Huadong2, 3, WANG Xianyi3, LI Lianchao3

(1.NorthwestResearchInstituteCo.,Ltd.ofCREC,Lanzhou730000,Gansu,China;2.ChongqingMunicipalAdministrationDesignandResearchInstitute,Chongqing400020,China;3.StateKeyLaboratoryCultivationBaseforBridgeandTunnelEngineeringinMountainAreas,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074,China)

A three-dimensional multifield coupling model of tunnel blasting-surrounding rock-building structure under dynamic and static conditions is established based on data measured; and characteristics of vibration velocity amplifying effect of building structures induced by tunnel blasting is discussed and analyzed. The analytical results show that: 1) The response characteristics and vibration velocity amplifying effect of building structures under dynamic condition are different from those under static condition. 2) The vibration velocity amplifying effect of building structures under static condition is more obvious than that under dynamic condition; and the vibration velocity amplifying effect of building structures under dynamic condition is complicated and coincides with data measured. 3) The vibration velocity amplifying effect of building structures induced by tunnel blasting in soft ground is more obvious than that in hard ground.

tunnel blasting; seismic wave; building structure; amplifying effect; conditions; safety control

2016-01-20;

2016-04-21

重慶鐵路樞紐復(fù)雜環(huán)境巖石路塹與淺埋隧道安全控爆技術(shù)(2013Y080)

胡輝榮(1981—)，男，四川南充人，2007年畢業(yè)于重慶交通大學(xué)，橋梁與隧道工程專業(yè)，碩士，工程師，主要從事公路隧道設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)控量測(cè)方面的研究工作。E-mail：568793962@qq.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2016.07.007

U 45

A

1672-741X(2016)07-0812-07