0 引言

中国的砖石古塔是中华文明极具历史特色的宝贵文化遗产，但由于年代久远，人为破坏、环境影响等因素对砖石古塔结构造成了不同程度的损害。因此，保护砖石古塔显得越来越重要。然而随着我国经济的飞快发展，工程爆破技术的发展越来越成熟，爆破实验也随之增多，地铁、高铁、高速公路等交通项目的日益增多也使开挖的隧道越来越多，其产生的问题也日渐增加。如爆炸产生的冲击与振动，会对建筑的结构产生不同程度的影响，严重者甚至还会破坏建筑物。而国内外也未有爆破振动对古塔的影响这个课题具体的问题研究。

曹艳梅，夏禾[1]介绍了振动对建筑的影响，对各国相关的标准进行了总结。石崇[2]结合了傅里叶分析与小波包分析，研究了爆破振动能量分布规律。赵新涛[3]阐述了爆破地震波产生机理、类别及特征。谢志招，姚道平，张艺峰[4]对石狮塔进行爆破振动测试，预测了爆破对古石塔的影响。张文明[5]用ANSYS对香积寺塔进行有限元分析，分析了砖石古塔的破坏因素，也评估了香积寺塔的抗震性能。侯俊锋，苏三庆，王社良[6]对某砖石古塔进行动力测试，分析动力特性，并用ANSYS进行验证。袁程[7]以洛阳汉函谷关城楼为例研究了环境振动对古建筑的影响。李克飞，刘维宁，刘卫丰，等[8]对北京明城墙遗址和京奉铁路正阳门老车站旧址在地铁振动和路面交通作用下的振动响应进行了研究。谢承煜，罗周全，贾楠，等[9]用现场实测与有限元数值分析法研究了爆破荷载对附近建筑物的影响。

甲洛洛主意已定，便开始有事没事往柜台前跑。虽不敢站在前台，但也可以在后门边晃荡，只要小丁不说，谁也没权利支开他。

因此，爆破振动对砖石古塔的影响，爆破安全的药量等问题的研究就显得十分重要。本文对某砖石古塔——厦河塔进行试爆破测试，研究爆破振动对砖石古塔的影响，评估其在爆破振动下的安全性，为安全的爆破药量提供判据。

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1 工程概况

厦河塔位于丽水市的佛头岩上，始建于明万历十三年（公元1585年），万历二十二年建成（公元1594年），已有400多年的悠久历史。现其被列为省级文物重点保护单位。所以对厦河塔的保护极具历史文化意义。分析爆破振动对厦河塔影响，确定隧道爆破时的安全药量等问题就显得极其重要。

本工程是在厦河塔附近开挖一个隧道。开挖的厦河塔隧道位于既有330国道公路隧道与厦河塔之间。厦河塔与隧道出口的垂直距离约94m，厦河塔塔基距隧道顶部的垂直距离约25m。其平面图、立面图如图1所示。

图1 厦河塔平面图与立面图

厦河塔隧道采用静态爆破、机械开挖和控制爆破相结合的综合爆破工艺。为尽量减少爆破对厦河塔的动力响应及产生的不利影响，在爆破施工前对厦河塔已经做好加固措施：塔身外搭建钢套架，使其与塔身共同受力与变形，控制塔身变形，减少动力响应；安装钢围套进行加箍，防止局部损坏；设置斜拉索，控制侧向位移大小及整体变形。现场加固如图2所示。

图2 厦河塔加固图

2 测试仪器和测点布置

测试中采用的仪器主要为ECON振动测试系统（包括AVANT系列电荷放大器、AVANT系列数据采集与分析系统等）、压电式加速度传感器。现场测试装置连接图如图3所示。

图3 测试装置连接图

本次测试总共布置3个测点，其中，测点1、2设置在塔基上，测点3设置在塔身5层窗台处。试爆破药量水平由单孔0.15kg增加至单孔5.60kg，总孔数量均为10。测点布置如图4所示。

图4 测点布置图

3 测试数据分析

本文根据GBT50452-2008《古建筑防工业振动技术规范》[10]与 GB 6722-2014《爆破安全规程》[11]中关于振动对古建筑影响的规定，对厦河塔进行爆破振动动力响应的检测，评估厦河塔在爆破振动下的响应情况，分析古建筑中动力响应的传递规律。

（2）塔基测点竖向（z）振动响应受单孔药量增大的变化程度大于横向（r，τ）振动响应受单孔药量增大的变化。当单孔药量较小时，塔基水平方向振动响应基本大于竖向振动。而随着单孔药量水平的增大，塔基竖向振动响应远大于水平振动。

根据GBT50452-2008《古建筑防工业振动技术规范》中对古建筑砖结构的容许振动速度的规定可知，厦河塔承重结构最高处的容许振动速度为0.027cm/s；根据GB 6722-2014《爆破安全规程》中对一般古建筑与遗迹爆破振动安全允许标准可知，厦河塔塔基安全允许质点振动速度为0.5cm/s，塔身安全允许质点振动速度为0.3cm/s。对照表1可知：

为去除数据收集过程中，仪器自身、噪音等的影响，对得到的数据进行滤波[12]。并分别从时域和频域角度进行分析。

3.1 时域分析

第四，落实防疫成本费，稳定防疫团队。畜禽动物防疫工作费用需要财政预算颁布，费用有工作人员薪资、免疫药物费用、疫苗费用等。这一方面稳定防疫团队，一方面减轻防疫团队和养殖户的负担。完善动物防疫系统，让各级乡、村均有专业防疫人员，让动物防疫工作真正落实到各个角落，从而做到“无不漏”防疫原则。

根据表1中测点振动响应的加速度与速度最大幅值对比和图5中振动响应的加速度与速度的代表时程对比分析可以看出：

（1）各向振动响应幅值随单孔药量的增大而增大，随爆破孔间间隔的减短而增大。

经试爆破得到的各测点的振动响应的加速度与速度的最大幅值如表1所示（表中“—”代表未进行测试或因测试线路出故障而无法得到相应数据）。并给出各测点振动响应的加速度与速度的代表时程见图5。

工程的建设实施及运行开展必然会对生态环境造成各种复杂的影响，既包括有利的一面，也包括不利的一面，在尾水导流工程的建设过程中尤其需要关注工程建设对引用水水质产生的隐患。如徐州尾水导流工程采用明渠运送污水，沿骆马湖经大马庄涵洞尾水最终排入新沂河，而骆马湖是徐州市重要的供水水源地，一旦雨季时节雨量大造成明渠溢出，污水溢入骆马湖，容易对骆马湖水质造成污染，甚至影响徐州市区的供水安全。因此，后续工程应加强水质监控并进一步加强工程的优化设计，以消除污水污染隐患。

（2）单孔药量水平为0.15kg时，塔身振动频率成分与塔基振动频率成分均为宽频，峰值较不明显，且二者的峰值出现了重叠的现象（如50、200、270Hz附近）；而当单孔药量水平大于等于0.30kg时，塔身振动频率成分峰值较为显著与明显，且呈现出窄频。

（3）塔身测点横、竖向振动响应受单孔药量增大的变化程度相近，且变化幅度不大。且塔身测点横、竖向振动响应大小基本一致。

表1 不同药量下测点各向振动响应幅值

测点位置 响应类别单眼药量/kg 0.150.300.451.9244555.6塔基塔身ar/（m·s-2）0.140.970.832.222.432.921.663.742.904.29 az/（m·s-2）0.070.34—6.80——9.85 vr/（m·s-1）0.0170.0960.062——0.203——0.249 vτ/（m·s-1）0.0160.0590.0810.1540.1450.2260.1100.3550.1800.216 vz/（m·s-1）—0.104——0.190——0.6050.250—ar/（m·s-2）0.07——az/（m·s-2）0.06——vr/（m·s-1）—0.0100.0090.0400.0340.0760.0240.0690.0670.0690.051孔间间隔/s 0.1 vz/（m·s-1）——0.10.0110.10.0100.30.060.0320.20.0700.10.0260.150.0920.150.0400.2

图5 塔基测点加速度与塔身测点速度代表时程

3.2 频域分析

（1）塔基测点振动响应在139.69～257.50Hz范围内出现峰值，塔身测点振动响应在10～72.499Hz范围内出现峰值，而其中振动响应峰值的频率范围集中在10Hz附近与25～50Hz附近。

根据表2与图6分析可知：

为研究爆破振动对厦河塔动力响应的主要频段，对时域信号进行FFT变换得到频域信号并选出典型频程如图6所示，并列出不同药量下测点振动响应峰值所对应频率如表2所示。

打完电话之后，车子又上路了。两个绑匪见杨梅很配合，没有再把她装进编织袋，也没再堵她的嘴巴。杨梅双手被捆绑着，她偷偷甩掉鞋子，用脚趾钩了一下后门门把手，发现门已被锁死，根本无法跳车逃跑。这时车子拐了几个弯儿之后戛然停下，杨梅又被转移到另外一辆捷达车上。

表2 不同药量下测点振动响应峰值所对应频率

测点位置塔基频率/Hz横向竖向塔身频率/Hz横向竖向孔间间隔/s单眼药量/kg 0.150.300.451.924455216.87178.43257.5247.81156.87247.81168.12139.69161.87246.73205.62181.57—177.51— —199.68—225.93205.3172.49927.36551.03249.06247.81210.31210.00010.00010.31210.00049.99927.62548.736—25.50743.74949.37443.74946.24926.3680.10.10.30.060.20.10.150.150.20.15.6

图6 塔基测点加速度与塔身测点速度代表频域信号

当机床通过冷却系统进行冷却时,流过主轴强制冷却液使得产生的热量和热膨胀达到最小。从图5(a)可以看出,机床工作75 min后开始进行强制冷却,热误差随着冷却液的温度降低而减小。从图5(b)可以看到,热误差的两个主要波动对应于冷却液温度的两次显著下降。此外,从图6可以看出,热误差会随着主轴转速的变化而波动。

3.3 塔体安全性评估

二次渐伐是一定时期内林分达到成熟林阶段分两次完成主伐更新全过程采伐方式，二次渐伐要保证林内有一定量的冠下幼树并具备天然更新的下种条件。所谓天然更新是指林地利用森林的自然恢复能力，重新形成新一代森林的过程。

（1）对于GBT 50452-2008《古建筑防工业振动技术规范》中的规定，安全单孔药量需小于1.9kg。

（2）对于GB6722-2014《爆破安全规程》中的规定，塔身的振动速度在任何单孔药量下均符合规定，而要使塔基满足规定，则单孔药量需小于5kg。

4 结语

（1）塔身和塔基测点的最大响应幅值与单孔药量存在正相关关系，与爆破孔间间隔存在负相关关系，符合爆破振动产生与传播的基本规律。

（2）当单孔药量较小时，塔基水平方向振动响应基本大于竖向振动。而随着单孔药量水平的增大，塔基竖向振动响应增大幅度较大，并逐渐大于水平振动。塔身测点横、竖向振动响应大小基本一致。

（3）塔基测点振动响应的主振频率在139.69～257.50Hz范围内，塔身测点振动响应的主振频率在10～72.499Hz范围内。由此可见，塔体结构本身吸收了高频振动，高频成分对塔体结构影响较小，因而振动响应以低频为主。所以10Hz附近，25～50Hz附近所对应的结构模态为爆破振动激励下塔体的振动形式。

（4）针对塔基振动激励引起的塔身振动响应，在单孔药量水平0.15kg下，塔身振动频率成分尚对爆破振动激励频率成分有显著体现；当单孔药量水平达到0.30kg及以上时，塔身振动表现为含高阶振型的自由振动，与爆破振动激励频率的宽频特性截然不同。

（5）若需使爆破时厦河塔产生的动力响应在安全范围内，则单孔药量应小于5kg。当单孔药量大于1.9kg时，且施工周期较长、连续施工时，爆破产生的振动将对厦河塔产生不利影响。

参考文献

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[2]石崇.爆破地震效应分析与安全评价[D].山东：山东科技大学，2005.

[3]赵新涛.爆破震动机理及爆破震动效应控制的研究[D].南宁：广西大学，2006.

[4]谢志招，姚道平，张艺峰.爆破振动对古建筑物影响测试和分析方法的研究[J].爆破，2007，24（4）：77-81+84.

[5]张文明.砖石古塔的抗震性能评估及地震破坏机理研究[D].西安：西安建筑科技大学，2008.

[6]侯俊锋，苏三庆，王社良.某砖石古塔动力特性测试研究[J].四川建筑科学研究，2010，36（1）：141-144.

[7]袁程.环境振动对古建筑的影响研究[D].广州：广州大学，2011.

[8]李克飞，刘维宁，刘卫丰，等.交通振动对邻近古建筑的动力影响测试分析[J].北京交通大学学报，2011，35（1）：79-83.

[9]谢承煜，罗周全，贾楠，等.露天爆破振动对临近建筑的动力响应及降振措施研究[J].振动与冲击，2013，32（13）：187-193.

[10]GBT50452-2008，古建筑防工业振动技术规范[S].

[11]GB6722-2014，爆破安全规程[S].

[12]卢俊龙.实心砖石古塔动力特性与结构损伤分析[J].力学与实践，2016，38（5）：560-566.