摘 要：通过对减振沟开挖前后两个阶段爆破振动加速度峰值的监测，采用回归分析的方法，得到两种情况下的萨道夫斯基经验公式。通过对比分析的方法，得到减振沟对振动加速度峰值的减振规律。结果表明，合理的开挖减振沟可有效地降低爆破振动加速度峰值。
1引言
浙江秦山核电联营公司为扩大发电规模，在其正在运行的1号和2号机组西面扩建3号和4号机组。扩建场地周围环境非常复杂，东侧160m为常规岛及变压器，东北角100m为网控楼，北侧130m为开关站，距电站主控室300m，并且周围还有许多正在使用的附属设备及管线等[1]。由于核电设施均设有天然地震监测系统，为了保证核电站安全运行，必须使核电设施所承受的爆破振动加速度峰值控制在一定阈值内。
2试验方案
2.1测试系统
该试验采用EXP3850-3爆破振动记录分析系统，该系统由EXP3850-3爆破振动记录仪、国产891-Ⅱ型速度／加速度传感器以及相应的分析软件组成。
2.2爆破试验方案
试验在拟建核岛和常规岛的位置上进行，该试验分两个阶段完成，第1阶段是在无减振沟的情况下进行试验爆破，第2阶段是在开挖减振沟后进行试验爆破。为了得到减振沟减振的规律，试验的两个阶段地质条件保持一致，主要为平整的微风化花岗岩。爆破时按单孔到多孔、小药量到较大药量的顺序进行，孔径采用ф76mm，乳化炸药的单耗为0.4kg／m3，为了防止段延时的影响，所有试验炮次均为单段瞬发爆破。
2.3减振沟的开挖
减振沟开挖于3号和4号机组基坑的东面，长144m、深9m、宽6m，具体位置见图l。减振沟4个边角(1#、2#、3#、4#)坐标见表1。其中，A坐标表示为南北方向坐标，B坐标表示为东西方向坐标。
2.4测点的选择
为了更准确地掌握爆破地震波的传播和衰减规律，在选择测试点位置时，将建筑物底层地面或完整基岩作为理想的选择[2]。
在对爆破振动的测量中，往往由于现场作业条件的复杂性，使得传感器的固定方法受到很大的限制。若传感器设置的方法选用不当，会使测量的数据误差增大，甚至有可能会使数据失真，从而给分析带来困难，甚至得出错误的结论。
试验中将测点位置选择在2号常规岛地下的基岩上，然后用打磨机将选定的测点磨平，采用南大704胶将传感器与基岩粘结，并且每次根据爆源的具体位置调整传感器的角度，尽量将传感器设置可能带来的数据采集误差降低到最小。
由于径向加速度在三个方向中值最大，因此采用Q04测点的径向加速度作为研究对象。该测点的具体位置如图1所示，测点坐标值见表1。
3数据采集
第1阶段(无减振沟)共进行了13次试验，各次试验的爆破参数及加速度监测值见表2；第2阶段(有减振沟)共进行了15次试验，各次试验的爆破参数以及加速度监测值如表3所示。
4数据处理
4.1数据回归分析
振动加速度峰值与段药量和爆心距之间的关系，可由萨道夫斯基公式得到：
a=Kpa=K(Q1/3/R)a (1)
式中：a为加速度峰值，Q为段药量，R为爆心距，p为比例药量，K和a分别为与爆破地形、地质条件以及爆破规模、药包结构特征等相关的系数和衰减指数。
根据实测的加速度峰值，段药量以及爆心距，通过最小二乘法可以回归分析得到系数K和a的值，从而得出预测分析爆破振动的萨道夫斯基公式。
在对第1阶段试验第1炮次的监测中，由于药量过小，爆破引起的振动没有使传感器触发。通过剔除异常数据，得到图2(a)、(b)在没有减振沟和存在减振沟情况下加速度的回归曲线图。在回归曲线图中，纵坐标为实测各炮次的加速度的对数，横坐标为距离与装药量1／3次方比值的对数，因此在回归方程中斜率为负值，所求的a为该斜率的绝对值。另外，相关系数r值越大，说明拟合曲线与实际情况越接近，工程上要求r大于O.85。
通过以上回归分析，得出数据回归分析结果如下：开挖减振沟前的K=158.5、a=2.01、r=0.92，回归方程为y=-2.01x+2.2；开挖减振沟后的K=56.1、a=1.88、r=O.88，回归方程为y=-1.88x+1.75。最后得出减振沟开挖前后加速度的回归公式：
减振沟开挖前：
a=158.5(Q1/3／R)2.01 (2)
减振沟开挖后：
a=56.1(Q1/3／R)1.88 (3)
4.2对比分析
从上述结果可以明显看出，开挖减振沟后,K值明显减小，a值变化较小，因此减振沟对爆破振动的峰值加速度起到了明显的减弱作用。根据公式(2)与(3)对不同距离以及不同装药量的爆破振动进行预测，结果见表4。减振效果用减振率表示，是指在相同条件下有无减振沟时爆破振动强度差值与无减振沟的数值之比的百分数。可以看出，对一次齐爆药量相同的爆破，减振效果随距离的增加而明显减弱；一次齐爆药量增大，在同一距离处的减振效果略为增强。可见减振率是一个变量，距离和齐爆药量对其影响较大[3]。
对于减振沟开挖前的每一炮次，通过使用公式(3)，可以计算出相对应的每一炮次在假设开挖减振沟后的加速度值，所有结果列于表5。可以看出，除第5炮有异常显示外，其它各炮次有减振沟存在情况下的振动加速度峰值都明显小于无减振沟情况下的振动加速度峰值。通过以上对比分析，减振沟的开挖对于爆破振动的强度起到了明显的削弱作用。
5结论
(1)减振率是一个变量，与爆破条件、地质状况、减振沟的深度和位置等有关。在相同爆破条件下，减振沟的减振效果随距离的增加而减弱，在爆源近区，减振效果十分明显。
(2)在开挖减振沟后，对爆破地震波加速度峰值起到了明显的削弱作用，如果采用相同的装药量和爆心距，有减振沟时的加速度峰值要远小于无减振沟时的加速度峰值。
