[发明专利]一种基于模型试验的隧道爆破土岩地层振动规律测试方法

权利要求书

1.一种基于模型试验的隧道爆破土岩地层振动规律测试方法，其特征在于，该隧道爆破土岩地层振动规律测试方法包括以下步骤：

S1，获取爆破场地土岩地层地质剖面及爆源位置，确定岩土层尺寸、土岩地层分布特征、岩体物理力学参数和土体物理力学参数，考虑试验场地、成本与可操作性，确定土岩地层物理模型的基本相似比，根据所述岩土层尺寸和上述基本相似比，得到土岩地层物理模型；所述基本相似比包括几何相似比、强度相似比、时间相似比和密度相似比；

S2，根据所述基础相似比确定相似参数，结合土岩地层物理模型进行多次试验，得到最优的相似参数配比，进而确定爆源、土岩相似材料与其质量配比，设置隧道爆破专用模型箱；

S3，在该隧道爆破专用模型箱中装配土岩相似材料，并设置炮孔位置，埋置振动传感器；

S4，在炮孔中装药并点火，通过动态信号测试系统收集爆破振动信号；

S5，获取隧道爆破土岩地层振动规律。

2.根据权利要求1所述的一种基于模型试验的隧道爆破土岩地层振动规律测试方法，其特征在于，步骤S1中，还包括获取实际爆破药量、炸药参数以及爆破空间位置。

3.根据权利要求1所述的一种基于模型试验的隧道爆破土岩地层振动规律测试方法，其特征在于，步骤S1中，所述岩体物理力学参数包括密度、弹性模量、泊松比和抗压强度，土体物理力学参数包括密度、剪切模量、泊松比、粘聚力、内摩擦角和含水率，岩体物理力学参数和土体物理力学参数均通过现场取样并进行室内试验后获取得到。

4.根据权利要求1所述的一种基于模型试验的隧道爆破土岩地层振动规律测试方法，其特征在于，步骤S2中，确定所述土岩相似材料与质量配比的步骤如下：

通过基本相似比建立岩土体主要物理力学参数相似比，根据该岩土体主要物理力学参数相似比对实际场地岩土体物理力学参数进行换算，得到相似材料目标物理力学参数；

确定相似材料类型，建立相似材料配比表，进行不同配比的物理力学试验，依据所述相似材料目标物理力学参数确定最佳相似材料配比；

根据所述最佳相似材料配比制作岩体相似材料和土体相似材料。

5.根据权利要求1所述的一种基于模型试验的隧道爆破土岩地层振动规律测试方法，其特征在于，所述爆源相似材料为黑火药，通过爆破参数相似比确定黑火药当量，并进行定制。

6.根据权利要求1所述的一种基于模型试验的隧道爆破土岩地层振动规律测试方法，其特征在于，步骤S3中，在隧道爆破专用模型箱中装配土岩相似材料时，应在该土岩相似材料初凝前完成装配，以避免出现分层现象。

7.根据权利要求1所述的一种基于模型试验的隧道爆破土岩地层振动规律测试方法，其特征在于，步骤S3中，所述设置炮孔位置，应根据实际工程隧道爆破位置深度，等水平间距设置多个炮孔。

8.根据权利要求1所述的一种基于模型试验的隧道爆破土岩地层振动规律测试方法，其特征在于，步骤S3中，所述振动传感器包括速度传感器和加速度传感器，速度传感器置于隧道爆破专用模型箱表面，加速度传感器置于岩土体内部，该振动传感器需在土岩相似材料装配过程中完成安装。

9.根据权利要求1所述的一种基于模型试验的隧道爆破土岩地层振动规律测试方法，其特征在于，步骤S4中，所述动态信号测试系统包括加速度测试系统与速度测试系统。