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論文中文名稱:爆破震動波對邊坡穩定的影響分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Slope Stability Analysis Under Influence of Blasting Vibration [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:材料科學與工程研究所
出版年度:97
中文姓名:沈清全
英文姓名:Chin-Chuan Shen
研究生學號:94338033
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2008-07-07
論文頁數:85
指導教授中文名:丁原智
指導教授英文名:Yuan-Chin Ding
口試委員中文名:翁祖炘;陳昭旭
口試委員英文名:Tzu-Shi Weng;Jau-Shin Chan
中文關鍵詞:爆破震動效應震動速度邊坡穩定
英文關鍵詞:Effect of blasting vibrationPeak particle velocityslope stability
論文中文摘要:在露天礦場開採過程中,隨著開採深度的增大,其邊坡越來越高,特別是對於那些存在不穩定因素的高陡邊坡,倘若受爆破震動的影響,極有可能造成邊坡的失穩破壞,危及安全生產甚至影響礦山的正常生產秩序。台灣地區部分較具規模之露天礦場隨著採掘場的逐年下降,邊坡逐年增高,邊坡滑動的危害將越來越大,為了保證採礦場的正常生產和安全,必須對殘壁階段布置控制爆破加以研究,防止災害發生。因此,研究爆破震動對邊坡穩定性的影響,提出切實可行的降震技術措施具有十分重要意義。
本研究將開挖爆破震動效應和邊坡岩體失穩破壞規律及其控制技術作為一個整體進行探討。主要研究方法與過程包括: 爆破震動機制及爆破震動傳播規律的探討、爆破震動對邊坡穩定性影響的研究、現場爆破試驗和監測及結果分析。
研究發現,分析和判斷爆破震動對邊坡或最終殘壁的影響和破壞,可以採用很多的物理量來進行評價,如震動速度、加速度、應力、位移等,但採用最普遍的,也是被公認的還是震動速度。
研究監測取得了一些相關的K、a值,有了K、a值即可根據V、R等資料確定出爆破震動所允許的一次最大起爆藥量,在控制炸藥量的基礎上,必要時就可以採取相關減震措施,控制爆破震動效應。
論文英文摘要:As the quarry operation evolve, the deeper the pit, the higher and steeper of the highwall, and thus, the influence of blasting vibration may affect the potentially unstable slope which may cause safety problem and result in the shut-down of the overall mining operation. In most of the large scale limestone quarry in Taiwan, the highwall left along with mining operation increased every year which will also increase the possibility of slope stability problem. In order to ensure the normal operation and safety, it is important to explore the mechanism of control blasting to prevent the occurrence of slope hazards. Therefore, the purpose of this research is to study the influence of blasting vibration to slope stability, and then provide effective measure to reduce blasting vibration.
This research explore the relationship of blasting effect and rock mass slope failure criteria and its control techniques. The methodology and procedures of this research including the study of mechanism of blasting vibration and of transmission, influence of blasting vibration to the slope stability , monitoring of blasting test and analysis.
According to the test data and analysis results, it was found that many of physical characteristics such as peak particle velocity, acceleration, stress and displacement can be used to evaluate the influence and failure of blasting vibration to quarry highwall.
The factor of K、α values were collected during blasting monitoring, the maximum allowable amount of explosive for each delay can then be determined by referring V and R factor obtained from K、α values. Based upon the controlled amount of explosive, effective vibration reduction and control measures can then be used.
論文目次:第一章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 研究背景 1
1.3 研究的意義與目的 2
1.4 研究的內容及方法 4
第二章 文獻探討 8
2.1 土岩爆破的物理過程 8
2.2 爆破地震波的定義 11
2.3 有關爆破震動之研究 14
2.4 台灣地區有關爆破震動之研究 19
2.5 國內外爆破震動強度的物理量和安全標準 21
2.6 爆破震動影響邊坡穩定性的研究概況 24
第三章 爆破震動波特性及對邊坡穩定性影響 29
3.1 爆破震動效應的影響因素 30
3.2 爆破地震波的反射與折射 33
3.3 爆破地震波的衰減規律 34
3.4 邊坡岩體爆破震動的動力放大效應 35
3.5 爆破地震邊坡的尺寸效應 36
3.6 邊坡穩定的控制因素與影響因素 37
3.7 爆破影響下邊坡的變形破壞形式 39
第四章 露天階段爆破地震監測與分析 44
4.1 監測與分析 45
4.2 爆破震動理論與分析技術 52
4.3 爆破地震波震動速度的衰減 56
4.4 爆破震動信號分析 66
4.5 爆破震動監測與分析結果之應用 72
第五章 結論與建議 80
5.1 結論 80
5.2 建議 81
參考文獻 83

表目錄

表1.1 MiniMate Plus與Blastmate Ⅲ爆破震動監測儀規格 6
表2.l 部分國家的爆破震動的最大速度允許值(cm/s) 24
表4.1 爆破監測紀錄表 46
表4.2 測點1距爆破面61m處地面震動監測結果 47
表4.3 測點2距爆破面92m處地面震動監測結果 47
表4.4 測點3距爆破面92m處地面震動監測結果 48
表4.5 測點4距爆破面93m處地面震動監測結果使用 48
表4.6 測點5距爆破面98m處地面震動監測結果 48
表4.7 測點6距爆破面110m處地面震動監測結果 49
表4.8 測點7距爆破面96m處地面震動監測結果 49
表4.9 測點8距爆破面86m處地面震動監測結果 49
表4.10 測點9距爆破面129m處地面震動監測結果 50
表4.11 測點10距爆破面100m處地面震動監測結果 50
表4.12 測點11距爆破面123m處地面震動監測結果 50
表4.13 測點12距爆破面57m處地面震動監測結果 51
表4.14 測點13距爆破面86m處地面震動監測結果 51
表4.15 測點14距爆破面99m處地面震動監測結果 51
表4.16 實施爆破震動測定之規格距離與最大震速間之關係比較 58
表4.17 薩道夫斯經驗公式K、α推估值計算 61
表4.18 美國礦物局(USBM)公式K、m推估值計算 63
表4.19 Ambraseys與Hendron提出的經驗公式之K、m推估值計算 64
表4.20 日本常用公式估算與實際監測結果比較表 65
表4.21 快速傅立葉轉換各向主震頻、震幅、質點最大變位速度 68
表4.22 炸藥量與質點最大變位速度統計表 69
表4.23 監測點佈置參數及監測結果 72
表4.24 瑞典的爆破震動安全判斷標準表 74
表4.25 各國爆破地震安全評定標準(單一參數) 74


圖目錄

圖1.1 研究流程 7
圖2.1 裝藥內部爆破作用區域圖 9
圖2.2 爆破漏斗示意圖 10
圖2.3 形成次生地震波的地形條件 13
圖2.4 地震波通過介質時,其質點運動示意圖[30] 15
圖2.5 凸起地形爆破震動波量測佈置剖面 18
圖3.l Δt=T/3時波的合成 31
圖3.2 尺度效應修正係數與尺度判據的關係曲線 37
圖3.3 三種典型類比邊坡模型的震動破壞 41
圖3.4 爆破裂隙沿平行邊坡面的結構面分佈 42
圖3.5 第一類爆震失穩形式 43
圖3.6 第二類爆震失穩形式 43
圖3.7 第三類爆震失穩形式 43
圖3.8 第四類爆震失穩形式 43
圖4.1 爆炸地震測定位置示意圖 45
圖4.2 爆破監測位置圖 46
圖4.3 爆破震動監側現場作業情形 47
圖4.4 滯洪沈砂池施工情形 47
圖4.5 爆破震動之規格距離與最大震速間之趨勢圖 58
圖4.6 爆破震動監測所得震動波形f(t)圖 66
圖4.7 爆破震動監測所得震動波經傅立葉轉換之時頻f(ω)圖 67
圖4.8 測點6(高程265M)之地震波水平向時域信號 70
圖4.9 測點9(高程259M)之地震波水平向時域信號 70
圖4.10 測點6(高程265M)之地震波水平向頻域信號 70
圖4.11 測點9(高程259M)之地震波水平向頻域信號 70
圖4.12 測點13(高程250M)之地震波時域信號 71
圖4.13 測點14(高程260M)之地震波時域信號 71
圖4.14 測點13(高程250M)之地震波水平向頻域信號 71
圖4.15 測點14(高程260M)之地震波水平向頻域信號 71
圖4.16 美國礦物局(USBM)、露天礦場辦公室規則(OSMER)爆破震動安全標準 73
圖4.17 德國DIN4150爆破震動安全標準 73
圖4.18 微差爆破震波互相干擾減輕爆破地震效應情形 77
論文參考文獻:參考文獻

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