结构爆破振动响应的频率与持续时间依赖性分析

作者：刘义佳; 卢文波^*; 陈明; 严鹏

来源：爆炸与冲击, 2019, 39(08): 192-202.

• 多段爆破
• 单自由度系统
• 延迟时间
• 反应谱

明确结构爆破振动响应对频率与持续时间的依赖性有助于进行爆破参数设计和爆破振动安全评价。本文从频域上推导单段爆破振动、多段爆破振动、单自由度系统振动响应三者之间的关系,以延迟时间和爆破段数作为纽带分析爆破振动频率和持续时间对结构爆破振动响应的影响,最后以一组实测试验数据进行验证。结果表明,在延迟时间?τ下,多段爆破振动出现间隔1/?τ的频带现象,频率成分向优势频率fi=n/?τ集中(n∈Z+),且随段数增加,优势频率幅值增大。爆破振动中接近结构自振频率fn的优势频率成分使结构产生较大振动响应,为此延迟时间的选择应保证在n/?τ优势频率处不会引起结构的共振。多段爆破振动在其多个优势频率n/?τ附近的结构振动响应放大系数均比单段大,其余处与单段相差不大,特别的,当优势频率fi、单段爆破振动主频fm和结构物自振频率fn三者相近时,结构可能产生最大的响应。爆破段数的增加,使爆破振动持续时间增加,但仅在一定范围内使结构爆破振动响应增加,增加到一定值后,结构响应与持续时间关系不大。

• 单位
  武汉大学; 水资源与水电工程科学国家重点实验室