2024年5月26日发(作者：律梓)
第３５卷第５期
【ｌ】国灌湾建设
Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．５
２０１５年５月
Ｃｈｉｎａ Ｈａｒｂｏｕｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｍａｖ．２０１５
水下爆破冲击波超压的测试方法
李强，李宏达，陈颖
（中交一航局第三工程有限公司，辽宁大连１１６０３１）
摘 要：根据冲击波在介质中的传播原理，得出了介质中冲击波超压的计算方法；将陆地振动测试传感器应用于水
下振动测试，测得了质点振动速度，并转化为超压；运用最小二乘法原理，得到了水下爆破远爆源处冲击波超压计算
公式。对于指导实际测试工作，减小测试工作量，降低成本具有一定意义。
关键词：水下爆破；冲击波；超压；测试
中图分类号：Ｕ６５５．５２ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５—７８７４（２０１５）０５—００１３—０２
ｄｏｉ：１０．７６４０／ｚｇｇｗｊｓ２０１５０５００４
Ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｆｏｒｍ
ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ
ＬＩ Ｑｉａｎｇ，ＬＩ Ｈｏｎｇ－ｄａ，ＣＨＥＮ Ｙｉｎｇ
（Ｎｏ．３ Ｅｎｇ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆＣＣＣＣ Ｆｉｒｓｔ ＨａｒｂｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｌｉａｎ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１６０３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ，ｗｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｏｖｅｒｐｒｅｓ－
ｓｕｒｅ ｏｆ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ．Ｂｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｌａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒ ｔｏ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ
ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｉｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｕｒｎｅｄ ｉｎｔｏ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅ，ａ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ ｆｏｒ
ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｒ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｉｓ ｗｏｒｋｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｏｆｒ ｇｕｉｄｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ａｃｔｕａｌ ｔｅｓｔ－
ｉｎｇ ｗｏｒｋ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｗｏｒｋｌｏａｄ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｓｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ；ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ；ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｔｅｓｔｉｎｇ
０引言
鱼类水生生物、对岸边居民和建筑的影响及环境
水下爆破主要是处理被炸介质处于水位以下
问题也日益突出。因此，加强水中爆破的实践应
或药包被水所包围的一种爆破，它是工程爆破中 用研究，加强水下爆破资料的收集分析，提高监
的一个重要分支，在这种爆破中，水介质对爆破
测技术水平是迫切需要解决的问题。
有着很大影响。二战之前，水下爆破主要用于军
目前无限水介质中爆破冲击超压计算公式较
事目的，二战结束后才开始大量进行民用水下炸
多，且在不同的比例距离范围内、不同的装药各
礁、排淤等工程。水下爆破时产生的水冲击波比
有区别，使用起来不甚方便，而通过实验的方法
空气冲击波要强烈得多，例如炸药爆炸释放出来
确定比较费力费时，成本较高。传统水下爆破冲
的能量化成地震波的百分数，对干土为２％ ３％， 击波测试常使用压电式传感器，压电式传感器的
对湿土为５％～６％，在水中达２Ｏ％左右＿ｌｌ。随着 频响较高，所以成为在中远场的水下冲击波测试
目前大规模的海洋开发任务，涉及水中爆破方面 中常用的测量传感器。但压电传感器必须采用恒
的水下结构、船舶、舰艇的安全问题以及爆破对
流供电，测试仪器与测试设备较为复杂，限制了
其在工程爆破中的应用。而在很多水下爆破工程
收稿１３期：２０１４—１２—２１ 修回１３期：２０１５—０４—１５
作者简介：李强（１９８１一），男，山东平度人，工程师，国家注册一级
中，仅需要获得远场较为低压的水下冲击波，以
建造师，主要从事港口与航道工程施工技术工作。
保证人员的安全；同时，一次爆破药量较大，
Ｅ－ｍａｉｌ：１０７５９７６７７７＠ｑｑ．ｃｏｍ
远场冲击波频率不高，在距离爆源较远处由于冲
・
１４・ 中国港湾建设 ２０１５年第５期
击波近乎衰减为声速，为此，本文设计了一种以
动圈速度直接测量水下冲击波三向合速度，进而
对于大多数材料，冲击波速度与波后质点速
度满足以下线性关系，即：
Ｄ＝ｃ０＋ｓ“
以速度变化计算水下爆破冲击波，对于大药量远
场低频水下冲击波结合水下爆破工程进行了实际
测试。
１测试原理及方法
式中：Ｃ。为零压下材料声速； 为材料常数。
所以，冲击波超压可以表示为：
Ａｐ＝ｐｏＤｕ＝Ｐｏ（ｃ０＋ｓ ）Ｍ （４）
根据冲击波在介质中传播的常用关系（假定波
前参数为静止）【２】：
由式（４）可知，测定了给定点的质点振动速
度，即可确定该点的冲击波超压。对于海水而言，
Ｄ＿Ｖｏ￣
／Ｐ
－
Ｐ ｏ＝＝Ｉ
取Ｐｏ＝１．０３ ｅＣｃｍ。；ｃ０＝１ ４８０ ｍ／ｓ；５＝１．０５。
ｖ
。
一
依据上述原理，在大连湾码头进行水下基床
ｕ＝、／ （２）
爆破夯实时，将陆地爆破振动测试传感器（ＴＣＳ—
式中：Ｄ为冲击波速度；ｕ为波后质点速度；Ｐ，
Ｂ３三矢量速度传感器，５００ Ｈｚ），经过防水封装，
分别为波阵压力，介质比容；下标“０”表示波
应用于水下（测试点距离水面６ ｍ），测得了水下
前状态。由式（１）和式（２）可得：
爆破冲击波引起的质点振动，之后，计算出三向
△Ｐ＝Ｐ０Ｄｕ （３）
合速度，将该速度值作为水下冲击波的波后速度
式中：△尸＝Ｐ—Ｐ０为波阵超压；Ｐｏ＝ 为常态
“值，按式（４）换算得到了超压。如表１所示。
０
表中列出了爆破所使用的药量和测试的距离、仪
密度。
器测得的震动速度以及换算得到的超压。
表１爆破测试振动及超压数据
Ｔａｂｌｅ １ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄａｔａ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ
药量Ｑ／ｋｇ 测试距离Ｒ／ｍ 振动合速度ｕ／（ｃｍ・Ｓ ） 超压△Ｐ／ｋＰａ
１４４ ３９５ １．９０４ ４ ２９．０３０ ６７
１９２ ３９５ ２．ｏｏ９ ６ ３０．６３４ ３４
２４Ｏ ３９４ １．７１６ Ｏ ２６．１５８ ７０
３ｏ０ ３９５ ２．３７７ ０ ３６．２３４ ９９
６２５ ４４Ｏ １．４２０ ８ ２１．６５８ ６８
５４０ ３９５ ２．６８１ ４ ４０．８７５ ２６
７０ｏ ３９６ ２．１４７ ２ ３２．７３１ ９２
４００ ３０６ ５．ｏｏＯ ９ ７６．２３３ ７２
２结果与讨论
将表１中的数据通过最／１，，－乘法按式（６）线性
在无限水域水下爆破，库尔【３］根据大量的ＴＮＴ 拟合可得：Ｋ：１ ６０９ ｋＰａ；Ｏｔ＝１．００９；图１中显
水下爆破试验得出超压可按下式计算：
示了超压分布散点与拟合分布曲线的关系。从图
ＡＰ： （ ） （５）
１中可以看出，散点分布较好地显示了超压对数
与ｑ 对数具有较好的线性分布特征，而Ｏ／＝
式中：Ｋ和 为与介质相关的常数。在无限水域
１．００９，接近无限域球形声波传播特征。
中 ＝１．１３。由于在有限水域中水下冲击波受到
水下爆破相对于空中爆破而言，爆破环境更
水底、水面等的影响，衰减指数必然会受到影响，
加复杂，影响水下爆破测试的因素很多。客观的
为此在以下研究中将 和Ｋ都看成变量，对式
影响因素有水下测试深度、水温、海水咸度、大
（５）以实际测量数据进行拟合。首先对式（５）取对
气压、水下涌动等影响；相对主观的因素有传感
数转换为：
器防水问题。传感器经过层层防水包覆，在传感
ｌｎ△Ｐ：ｌｎ Ｋ＋ ｌ （ ２＿） （６）
器与海水接触面之间混入了大量的气泡，这对测
（下转第２３页）
２０１５年第５期 徐俊杰：新型超高挡土墙梳式连续墙基础 ・２３・
宽３．５ ｍ的实体基础，而稳定性和地基应力均可
的建设提供了一条可行的技术途径，而且施工难
度低、造价省，因而可望在港Ｅｌ和公路边坡支护 有效保障，因而具有突出的经济价值。
总而言之，连续墙基础尺度设计需综合上部
工程中得到广泛的应用。
挡土墙形式、填料、地基及连续墙构造等各种因
参考文献：
素统筹考虑。
［１］中交第二航务工程勘察设计院有限公司．一种边坡支护挡土
４结语
墙：中国，ＣＮ２０２６８９０３２Ｕ［Ｐ］．２０１ ３－０１—２３．
对于高大边坡，传统的坡率法由于其稳定性
ＣＣＣＣ Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａ￣ｏｒ Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ａ ｓｌｏｐｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ：
好，施工简单在边坡工程中广泛使用，但当其用
Ｃｈｉｎａ，ＣＮ２Ｏ２６８９ｏ３２Ｕ［ＰＩ．２０１３－０１－２３．
于形成陆域时却往往存在诸多弊端，一方面放坡
【２Ｊ ＪＴＳ １６７—２—２ｏ０９，重力式码头设计与施工规范【ｓＪ．
占用大量的土地而无法有效利用，造成资源的浪
ＪＴＳ １６７—２＿一２ｏ０９．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｇｒａｖｉｔｙ ｑｕａｙ
费；另一方面土石方工程浩大，经济性较差。直
ＩＳ］．
立式挡土墙虽然能有效克服放坡的不足，但始终
［３］ＪＴＳ １６７—３—２ｏｏ９，板桩码头设计与施工规范［ｓ］．
难以突破墙身高度的技术瓶颈。因此，超高挡土
ＪＴＳ １６７—３—２ｏ０９．Ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｑｕａｙ
墙梳式连续墙结构形式的提出不仅为超高挡土墙
ｗａｌｌ ｏｆ ｓｈｅｅｔ ｐｉｌｅ［Ｓ］．
（上接第１４页）
还是可行的。
３结语
将陆地振动测试传感器应用于水下，测得了
远爆源处质点振动速度，并根据冲击波在介质中
传播原理得到了冲击波超压计算公式，对于指导
今后实际测试工作，降低购买冲击波超压测试专
用设备成本具有一定意义。
参考文献：
［１】高欣宝，麻全仕．水下爆破的安全管理与防护［Ｊ］．安全，１９９６（５）：
７—１１
图１超压对数分布与拟合后曲线对比图
ＧＡＯ Ｘｉｎ—ｂａｏ，ＭＡ Ｑｕａｎ—ｓｈｉ．Ｓａｆｅｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏ
Ｆｉｇ．１ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ｏｆ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎｆＪ１．Ｓａｆｅｔｙ，１９９６（５）：７－１ １．
ａｎｄｆｉｔｔｉｎｇ ｃｕｒｖｅ
【２］汤文辉，张若棋．物态方程理论及计算概论［Ｍ］．２版．北京：高等
试水下质点振动带来了大量误差；另外，水下暗
教育出版社，２００８．
流，传感器不固定等也会产生质点运动，从而使
ＴＡＮＧ Ｗｅｎ—ｈｕｉ，ＺＨＡＮＧ Ｒｕｏ－－－ｑｉ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｅａｌｅｕ－
测量结果产生误差，这些因素也是在同一个测试
ｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔａｔｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ【Ｍ】．２ｎｄ ｅｄ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｈｉｇｈｅｒ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ
Ｐｒｅｓｓ，２００８．
地点，同一个爆破源，所产生的质点振动相差甚
［３］Ｐ库尔．水下爆破［Ｍ］．北京：国防工业出版社，１９６０．
大的原因，但是作为一种研究和探索，尽力减小
ＣＯＵＬＬ Ｐ．Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ【Ｍ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅｆｅｎｓｅ
这些误差，多测点统计，这种方法测试水下超压
Ｉｎｄｕｓｔｙｒ Ｐｒｅｓｓ，１９６０．
2024年5月26日发(作者：律梓)
第３５卷第５期
【ｌ】国灌湾建设
Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．５
２０１５年５月
Ｃｈｉｎａ Ｈａｒｂｏｕｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｍａｖ．２０１５
水下爆破冲击波超压的测试方法
李强，李宏达，陈颖
（中交一航局第三工程有限公司，辽宁大连１１６０３１）
摘 要：根据冲击波在介质中的传播原理，得出了介质中冲击波超压的计算方法；将陆地振动测试传感器应用于水
下振动测试，测得了质点振动速度，并转化为超压；运用最小二乘法原理，得到了水下爆破远爆源处冲击波超压计算
公式。对于指导实际测试工作，减小测试工作量，降低成本具有一定意义。
关键词：水下爆破；冲击波；超压；测试
中图分类号：Ｕ６５５．５２ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５—７８７４（２０１５）０５—００１３—０２
ｄｏｉ：１０．７６４０／ｚｇｇｗｊｓ２０１５０５００４
Ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｆｏｒｍ
ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ
ＬＩ Ｑｉａｎｇ，ＬＩ Ｈｏｎｇ－ｄａ，ＣＨＥＮ Ｙｉｎｇ
（Ｎｏ．３ Ｅｎｇ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆＣＣＣＣ Ｆｉｒｓｔ ＨａｒｂｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｌｉａｎ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１６０３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ，ｗｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｏｖｅｒｐｒｅｓ－
ｓｕｒｅ ｏｆ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ．Ｂｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｌａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｅｎｓｏｒ ｔｏ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ
ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｉｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｕｒｎｅｄ ｉｎｔｏ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅ，ａ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ ｆｏｒ
ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｒ ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｉｓ ｗｏｒｋｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｉｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｏｆｒ ｇｕｉｄｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ａｃｔｕａｌ ｔｅｓｔ－
ｉｎｇ ｗｏｒｋ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｗｏｒｋｌｏａｄ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｓｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ；ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ；ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｔｅｓｔｉｎｇ
０引言
鱼类水生生物、对岸边居民和建筑的影响及环境
水下爆破主要是处理被炸介质处于水位以下
问题也日益突出。因此，加强水中爆破的实践应
或药包被水所包围的一种爆破，它是工程爆破中 用研究，加强水下爆破资料的收集分析，提高监
的一个重要分支，在这种爆破中，水介质对爆破
测技术水平是迫切需要解决的问题。
有着很大影响。二战之前，水下爆破主要用于军
目前无限水介质中爆破冲击超压计算公式较
事目的，二战结束后才开始大量进行民用水下炸
多，且在不同的比例距离范围内、不同的装药各
礁、排淤等工程。水下爆破时产生的水冲击波比
有区别，使用起来不甚方便，而通过实验的方法
空气冲击波要强烈得多，例如炸药爆炸释放出来
确定比较费力费时，成本较高。传统水下爆破冲
的能量化成地震波的百分数，对干土为２％ ３％， 击波测试常使用压电式传感器，压电式传感器的
对湿土为５％～６％，在水中达２Ｏ％左右＿ｌｌ。随着 频响较高，所以成为在中远场的水下冲击波测试
目前大规模的海洋开发任务，涉及水中爆破方面 中常用的测量传感器。但压电传感器必须采用恒
的水下结构、船舶、舰艇的安全问题以及爆破对
流供电，测试仪器与测试设备较为复杂，限制了
其在工程爆破中的应用。而在很多水下爆破工程
收稿１３期：２０１４—１２—２１ 修回１３期：２０１５—０４—１５
作者简介：李强（１９８１一），男，山东平度人，工程师，国家注册一级
中，仅需要获得远场较为低压的水下冲击波，以
建造师，主要从事港口与航道工程施工技术工作。
保证人员的安全；同时，一次爆破药量较大，
Ｅ－ｍａｉｌ：１０７５９７６７７７＠ｑｑ．ｃｏｍ
远场冲击波频率不高，在距离爆源较远处由于冲
・
１４・ 中国港湾建设 ２０１５年第５期
击波近乎衰减为声速，为此，本文设计了一种以
动圈速度直接测量水下冲击波三向合速度，进而
对于大多数材料，冲击波速度与波后质点速
度满足以下线性关系，即：
Ｄ＝ｃ０＋ｓ“
以速度变化计算水下爆破冲击波，对于大药量远
场低频水下冲击波结合水下爆破工程进行了实际
测试。
１测试原理及方法
式中：Ｃ。为零压下材料声速； 为材料常数。
所以，冲击波超压可以表示为：
Ａｐ＝ｐｏＤｕ＝Ｐｏ（ｃ０＋ｓ ）Ｍ （４）
根据冲击波在介质中传播的常用关系（假定波
前参数为静止）【２】：
由式（４）可知，测定了给定点的质点振动速
度，即可确定该点的冲击波超压。对于海水而言，
Ｄ＿Ｖｏ￣
／Ｐ
－
Ｐ ｏ＝＝Ｉ
取Ｐｏ＝１．０３ ｅＣｃｍ。；ｃ０＝１ ４８０ ｍ／ｓ；５＝１．０５。
ｖ
。
一
依据上述原理，在大连湾码头进行水下基床
ｕ＝、／ （２）
爆破夯实时，将陆地爆破振动测试传感器（ＴＣＳ—
式中：Ｄ为冲击波速度；ｕ为波后质点速度；Ｐ，
Ｂ３三矢量速度传感器，５００ Ｈｚ），经过防水封装，
分别为波阵压力，介质比容；下标“０”表示波
应用于水下（测试点距离水面６ ｍ），测得了水下
前状态。由式（１）和式（２）可得：
爆破冲击波引起的质点振动，之后，计算出三向
△Ｐ＝Ｐ０Ｄｕ （３）
合速度，将该速度值作为水下冲击波的波后速度
式中：△尸＝Ｐ—Ｐ０为波阵超压；Ｐｏ＝ 为常态
“值，按式（４）换算得到了超压。如表１所示。
０
表中列出了爆破所使用的药量和测试的距离、仪
密度。
器测得的震动速度以及换算得到的超压。
表１爆破测试振动及超压数据
Ｔａｂｌｅ １ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄａｔａ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ
药量Ｑ／ｋｇ 测试距离Ｒ／ｍ 振动合速度ｕ／（ｃｍ・Ｓ ） 超压△Ｐ／ｋＰａ
１４４ ３９５ １．９０４ ４ ２９．０３０ ６７
１９２ ３９５ ２．ｏｏ９ ６ ３０．６３４ ３４
２４Ｏ ３９４ １．７１６ Ｏ ２６．１５８ ７０
３ｏ０ ３９５ ２．３７７ ０ ３６．２３４ ９９
６２５ ４４Ｏ １．４２０ ８ ２１．６５８ ６８
５４０ ３９５ ２．６８１ ４ ４０．８７５ ２６
７０ｏ ３９６ ２．１４７ ２ ３２．７３１ ９２
４００ ３０６ ５．ｏｏＯ ９ ７６．２３３ ７２
２结果与讨论
将表１中的数据通过最／１，，－乘法按式（６）线性
在无限水域水下爆破，库尔【３］根据大量的ＴＮＴ 拟合可得：Ｋ：１ ６０９ ｋＰａ；Ｏｔ＝１．００９；图１中显
水下爆破试验得出超压可按下式计算：
示了超压分布散点与拟合分布曲线的关系。从图
ＡＰ： （ ） （５）
１中可以看出，散点分布较好地显示了超压对数
与ｑ 对数具有较好的线性分布特征，而Ｏ／＝
式中：Ｋ和 为与介质相关的常数。在无限水域
１．００９，接近无限域球形声波传播特征。
中 ＝１．１３。由于在有限水域中水下冲击波受到
水下爆破相对于空中爆破而言，爆破环境更
水底、水面等的影响，衰减指数必然会受到影响，
加复杂，影响水下爆破测试的因素很多。客观的
为此在以下研究中将 和Ｋ都看成变量，对式
影响因素有水下测试深度、水温、海水咸度、大
（５）以实际测量数据进行拟合。首先对式（５）取对
气压、水下涌动等影响；相对主观的因素有传感
数转换为：
器防水问题。传感器经过层层防水包覆，在传感
ｌｎ△Ｐ：ｌｎ Ｋ＋ ｌ （ ２＿） （６）
器与海水接触面之间混入了大量的气泡，这对测
（下转第２３页）
２０１５年第５期 徐俊杰：新型超高挡土墙梳式连续墙基础 ・２３・
宽３．５ ｍ的实体基础，而稳定性和地基应力均可
的建设提供了一条可行的技术途径，而且施工难
度低、造价省，因而可望在港Ｅｌ和公路边坡支护 有效保障，因而具有突出的经济价值。
总而言之，连续墙基础尺度设计需综合上部
工程中得到广泛的应用。
挡土墙形式、填料、地基及连续墙构造等各种因
参考文献：
素统筹考虑。
［１］中交第二航务工程勘察设计院有限公司．一种边坡支护挡土
４结语
墙：中国，ＣＮ２０２６８９０３２Ｕ［Ｐ］．２０１ ３－０１—２３．
对于高大边坡，传统的坡率法由于其稳定性
ＣＣＣＣ Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａ￣ｏｒ Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ａ ｓｌｏｐｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ：
好，施工简单在边坡工程中广泛使用，但当其用
Ｃｈｉｎａ，ＣＮ２Ｏ２６８９ｏ３２Ｕ［ＰＩ．２０１３－０１－２３．
于形成陆域时却往往存在诸多弊端，一方面放坡
【２Ｊ ＪＴＳ １６７—２—２ｏ０９，重力式码头设计与施工规范【ｓＪ．
占用大量的土地而无法有效利用，造成资源的浪
ＪＴＳ １６７—２＿一２ｏ０９．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｇｒａｖｉｔｙ ｑｕａｙ
费；另一方面土石方工程浩大，经济性较差。直
ＩＳ］．
立式挡土墙虽然能有效克服放坡的不足，但始终
［３］ＪＴＳ １６７—３—２ｏｏ９，板桩码头设计与施工规范［ｓ］．
难以突破墙身高度的技术瓶颈。因此，超高挡土
ＪＴＳ １６７—３—２ｏ０９．Ｃｏｄｅ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｑｕａｙ
墙梳式连续墙结构形式的提出不仅为超高挡土墙
ｗａｌｌ ｏｆ ｓｈｅｅｔ ｐｉｌｅ［Ｓ］．
（上接第１４页）
还是可行的。
３结语
将陆地振动测试传感器应用于水下，测得了
远爆源处质点振动速度，并根据冲击波在介质中
传播原理得到了冲击波超压计算公式，对于指导
今后实际测试工作，降低购买冲击波超压测试专
用设备成本具有一定意义。
参考文献：
［１】高欣宝，麻全仕．水下爆破的安全管理与防护［Ｊ］．安全，１９９６（５）：
７—１１
图１超压对数分布与拟合后曲线对比图
ＧＡＯ Ｘｉｎ—ｂａｏ，ＭＡ Ｑｕａｎ—ｓｈｉ．Ｓａｆｅｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏ
Ｆｉｇ．１ Ｃｏｎｔｒａｓｔ ｏｆ ｏｖｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎｆＪ１．Ｓａｆｅｔｙ，１９９６（５）：７－１ １．
ａｎｄｆｉｔｔｉｎｇ ｃｕｒｖｅ
【２］汤文辉，张若棋．物态方程理论及计算概论［Ｍ］．２版．北京：高等
试水下质点振动带来了大量误差；另外，水下暗
教育出版社，２００８．
流，传感器不固定等也会产生质点运动，从而使
ＴＡＮＧ Ｗｅｎ—ｈｕｉ，ＺＨＡＮＧ Ｒｕｏ－－－ｑｉ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｅａｌｅｕ－
测量结果产生误差，这些因素也是在同一个测试
ｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔａｔｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ【Ｍ】．２ｎｄ ｅｄ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｈｉｇｈｅｒ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ
Ｐｒｅｓｓ，２００８．
地点，同一个爆破源，所产生的质点振动相差甚
［３］Ｐ库尔．水下爆破［Ｍ］．北京：国防工业出版社，１９６０．
大的原因，但是作为一种研究和探索，尽力减小
ＣＯＵＬＬ Ｐ．Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ【Ｍ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅｆｅｎｓｅ
这些误差，多测点统计，这种方法测试水下超压
Ｉｎｄｕｓｔｙｒ Ｐｒｅｓｓ，１９６０．