In-ground vibration propagation characteristics during underground blasting

Abstract

Purpose. In this study, we investigated the vibration propagation characteristics in ground caused by the explosion pressures during ground and underground blasting. In addition, the use of Styrofoam as a simulation medium, which represents the void during underground blasting, was investigated. Methods. The investigation method is the measuring and comparing the vibrations using variable trinitrotoluene (TNT) charge amounts and underground volumetric spaces. Findings. The regression analysis results based on experimental calculations indicated that the vibration levels were lower and vibration attenuation occurred more rapidly during underground blasting than those during ground blasting. Originality. As the underground volumetric space increased, the vibration levels lowered and vibration attenuation became more gradual. Practical implications. The use of Styrofoam to simulate the void in the underground space during blasting was deemed inappropriate, however, Styrofoam may be appropriate as a medium for low-impedance grounds.

Мета. Вивчення параметрів поширення вібрацій у ґрунті, викликаних тиском під час наземних і підземних вибухів. Дослідження особливостей використання пінополістиролу в якості середовища моделювання, який виконує роль пустот під час вибуху. Методика. Розроблено 3 експериментальних установки для відображення вибухових робіт на землі, підземних і підземних вибухів з використанням пінополістиролу замість відкритої порожнечі. Характеристики поширення вібрації було виміряно в серії наземних і підземних вибухових експериментів з використанням змінних величин заряду тротилу (0.72, 1.44 і 2.88 кг) і підземних об'ємних просторів (1, 2 і 4 м3). Проведено регресійний аналіз для отримання рівняння характеристики поширення вібрації вибуху у відкритому середовищі. Для вимірювання вібрації під час кожного з вибухових експериментів встановлювався віброметр. Результати. Регресійний аналіз на основі експериментальних даних дозволив зробити висновок про те, що рівень вібрацій був нижче і вібрації загасали швидше під час підземних вибухів у порівнянні з наземними. Визначено, що при підземних вибухових роботах з використанням пінополістиролу його шар діяв як середовище з низьким опором. Встановлено, що рівень вібрації і результати загасання, оцінені в цьому дослідженні для вибухових робіт на землі, відповідали результатами рівняння оцінки вібрації Міністерства землі, інфраструктури і транспорту (MOLIT). Встановлено, що на ослаблення вібрації під час підземних вибухів впливають зміни в підземному об'ємному просторі, але не зміни в обсягах заряду тротилу. Наукова новизна. Науково встановлено і доведено, що зі збільшенням об’єму підземної порожнини знижується рівень вібрацій і тим рівномірніше відбувається їх згасання. Практична значимість. Застосування пінополістиролу для моделювання підземної порожнини під час вибухових робіт не доцільно, однак, його можна використовувати в якості середовища для моделювання ґрунтів з низьким опором.

Цель. Изучение параметров распространения вибраций в грунте, вызванных давлением во время наземных и подземных взрывов. Исследование особенностей использования пенополистирола в качестве среды моделирования, которая выполняет роль пустот во время взрыва. Методика. Разработаны 3 экспериментальных установки для отражения взрывных работ на земле, подземных и подземных взрывов с использованием пенополистирола вместо открытой пустоты. Характеристики распространения вибрации были измерены в серии наземных и подземных взрывных экспериментов с использованием переменных величин заряда тротила (0.72, 1.44 и 2.88 кг) и подземных объемных пространств (1, 2 и 4 м3). Проведен регрессионный анализ для получения уравнения характеристики распространения вибрации взрыва в открытой среде. Для измерения вибрации во время каждого из взрывных экспериментов устанавливали виброметр. Результаты. Регрессионный анализ на основе экспериментальных данных позволил сделать вывод о том, что уровень вибраций был ниже и вибрации затухали быстрее во время подземных взрывов по сравнению с наземными. Определено, что при подземных взрывных работах с использованием пенополистирола его слой действовал как среда с низким импедансом. Установлено, что уровень вибрации и результаты затухания, оцененные в этом исследовании для взрывных работ на земле, соответствовали результатам уравнения оценки вибрации Министерства земли, инфраструктуры и транспорта (MOLIT). Установлено, что на ослабление вибрации во время подземных взрывов влияют изменения в подземном объемном пространстве, но не изменения в объемах заряда тротила. Научная новизна. Научно установлено и доказано, что с увеличением объема подземной полости снижается уровень вибраций и тем равномернее происходит их затухание. Практическая значимость. Применение пенополистирола для моделирования подземной полости во время взрывных работ не целесообразно, однако, его можно использовать в качестве среды для моделирования грунтов с низким импедансом.