The effects of blasting on structures are assessed on the basis of the maximum amplitudes of the occuring vibration velocities. If the standard values in the German Standard DIN 4150 are not exceeded, damages to structures are not to be expected. The estimation of the maximum vibration amplitudes is usually based on experience or on emperical formulae. However, a comparison of expected with measured values shows that these estimations are not conservative, particulary in case of small distances between blasting locations and structures. More reliable predictions are possible on the basis of numerical analyses, which simulate the three-dimensional propagation of waves with consideration of the geomechanical and geometrical conditions. In addition to the expected velocities, these analyses also allow the determination of stresses resulting from dynamic loading. If the dynamic stresses are known, the effects of blasting on structures can be predicted.
Die Auswirkungen sprengbedingter Erschuetterungen auf bauliche Anlagen werden in der Praxis auf der Grundlage der Maximalamplituden der auftretenden Schwinggeschwindigkeiten beurteilt. In der DIN 4150 werden Anhaltswerte angegeben, bei deren Einhaltung Schaden von Gebauden nicht zu erwarten sind. Die Abschatzung dieser Schwing-geschwindigkeiten erfolgt meist auf der Grundlage von Erfahrungswerten oder empirischer Formeln. Der Vergleich der prognostizierten Werte mit Meßergebnissen zeigt jedoch, daß diese Ansatze insbesondere dann, wenn die Abstande zwischen den Sprengorten und den Gebauden gering sind, nicht konservativ sind. Zuverlassigere Prognosen sind auf der Grundlage von numerischen Berechnungen möglich, in denen die raumliche Ausbreitung von Erschuetterungen unter Beruecksichtigung der geomechanischen und geometrischen Verhaltnisse simuliert wird. Mit derartigen Berechnungen können die zu erwartenden Schwinggeschwindigkeiten und die aus der dynamischen Beanspruchung resultierenden Spannungen ermittelt werden. Dies ermöglicht Aussagen ueber die Auswirkungen sprengbedingter Erschuetterungen auf Bauwerke.
Les consequences de vibrations resultantes d'explosions pour des batiments sont estimes dans la pratique à partir des amplitudes maximales des vitesses d'oscillation. Dans la norme allemande DIN 4150 des valeurs d'orientation sont donnees, avec l'observation desquelles de dommage à des batiments n'est pas à presumer. Ces vitesses d'oscillation sont estimes generalement à partir de valeurs d'experience ou de formules empiriques. La comparaison des valeurs predits avec des resultats de mesures montre cependant que ces hypothèses ne sont pas conservateurs, en particulier si les distances entre les lieux de sautage et les batiments sont petites. Des predictions plus fiables sont possibles à partir de calculs numeriques, dans lesquelles la dissipation spatiale de vibrations est simulee en consideration de la situation geomechanique et geometrique. Avec tels calculs les vitesses de vibration à presumer et les contraintes resultantes de l'effort dynamique peuvent être etablies. Cela permet de constater sur les consequences de vibrations resultantes d'explosions pour des batiments.
Blasting is often carried out close to structures. This causes short-term dynamic loading on the structure, acting in addition to the static loading.
In order to assess the effects of short-term dynamic loading, empirical values for the maximum vibration amplitudes derived from measurements are used. If the reference values given in the German Standard DIN 4150 are not exceeded, damage to structures in the sense of reduced utility value is not to be expected. These reference values refer to the vibration velocities.
The effects of blasting are often predicted by empirical formulae. In that case, the geometrical and geomechanical conditions of the individual case are not considered. Predictions that are more reliable can be made based on numerical analyses, in which the three-dimensional propagation of the waves is represented realistically. However, for this a feed back of the analyses with measuring results is necessary, which enables the calibration of the analysis models.
Outside the close range, in which the rock is destroyed by detonation pressure and gas pressure, the vibrations caused by blasting propagate as almost elastic p-waves. Surface waves occur on free surfaces.
