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(1.长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉 430010；

2.武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072)

1 研究背景

爆破振动是岩体爆破开挖过程中的主要负面效应。爆破振动波为非平稳随机信号，含有丰富的频率成分，且其频谱特性受爆源、岩体介质等多因素的综合影响。而不同频率成分的振动波对建(构)筑物及仪器设备的振动影响是不相同的。当爆破振动的优势频率接近建(构)筑物的自振频率时，会产生一定的共振作用，易引起建(构)筑物的破坏。因此，为了更好地控制爆破振动，有必要对爆破振动的频谱响应特性与演化规律进行研究。

国内外许多学者通过分析实测振动数据对爆破振动频谱响应的特性进行了研究[1-4]。这些研究成果表明：随着爆心距的增加，高频成分衰减较快，低频成分衰减较慢；而段药量、孔径、孔深越大，岩体介质越软弱，爆破主频越低；地下爆破诱发振动主频比露天爆破高。还有一些研究者从黏弹性波理论及量纲分析等方法出发给出了一些定量的关系式。王永庆等[5]基于地震波在黏弹性介质中传播的动力方程，推导出了与药量及岩性参数相关的爆破振动主频衰减公式。高富强等[6]采用量纲分析建立了爆破振动主频与爆心距、药量等主要影响因素的函数关系式。Aldas[7]提出了一种PPV频率的概念，并结合采矿工程及地球物理学中的两种常用经验公式，建立了药量与PPV频率的关系。

以往的研究主要采用现场试验及量纲分析等方法分析爆破振动主频与各种影响因素之间的关系，得到的结果具有一定的区域性和局限性。……