陈亚红 马坤 陈洁 曾丹 张树海 苟瑞君

(1.中北大学环境与安全工程学院 太原 030051；2. 中国兵器工业火炸药工程与安全技术研究院 北京 100053)

0 引言

地面爆炸所诱发的地震波可能对周围结构产生毁伤破坏效应。为了更好地对地面爆炸进行防护或利用，有必要加深对其演化规律和机理的认识。在大量工程应用背景下，对岩土中爆炸及其产生地震波的研究较为广泛，但对地面爆炸及其诱发地震波的研究相对较少。由于初始扰动的方向及介质状态不同，地面爆炸与岩土中爆炸地震波的特征及演化存在差异。

由于空气冲击波的存在，有研究认为地面爆炸地震波在相对距离R′≤20(R′=R/Rexpl，其中R为实际距离，Rexpl为装药等效半径)范围内，地表地震波应有两个最大值，第一个对应于空气冲击波在土中引起的诱发压力波，第二个对应于炸药直接在土中传播的压力波[1]。在均匀介质假设下，LAMB H[2]对半无限大弹性介质的自由表面竖直向下的冲击振动进行了分析，得到了理论解，实验表明竖直脉冲下半无限大弹性固体表面不仅有向下变形的区域，也有向上变形的区域，TAKEUCHI H等[3]对此进行了分析。上述研究中，外力为时间对称的尖峰脉冲，但实际爆炸载荷为前沿陡峭、尾部较长的冲击波。由于冲击作用，爆炸地震波前沿非常陡峭，有学者认为是冲击波成分[4]。爆炸地震波与天然地震波在波形特征及传播衰减上有明显区别，爆炸地震波有发育较好的瑞利型面波[5]。频域分析表明，爆炸地震波的优势频率带高于天然地震波，但高频成分衰减很快；……