Ground vibration induced by a bench blasting in the construction site should cause the damage to the structure and indirect damage to a human body, and the vibration level is most practical descriptor for regulating the damage to human body and peak particle velocity is the descriptor for direct damage assesment of the structure. Meantime, the vibration level has not been considered for the blasting design but this study is the case that apply not only peak particle velocity but also vibration level on the blasting design. Also, we strongly believe that this study will be helpful for the management in the blasting site which some civil appeal is concerned. Total 232 measurements of both ppv and vibration level was used to estimate the scale distance. When the regulating threshold was ppv 0.3 cm/s and vibration level 75 decibel, the charge per delay to be estimated with vibration level could be recommended by 1.2~1.4 times than it of ppv. So, it is proven that considering vibration level on the blasting design is reasonable for not only prevention of the civil appeals but also effective blasting. Again, the blasting design which follows the law, "Noise and Vibration Control Act" can actually serve good condition to carry much more economical and effective blasting. The instruments used for this study are the SV-1 model, as first instrument in korea which can measure vibration velocity and vibration level at the same time.
This study performed to investigate the propagation characteristics of overpressure, impulse, vibration in underwater blasting. The difference between air blasting and underwater blasting is that noise and vibration propagate through water as a medium. In some cases, the noise and vibration propagates through various media (rock, water, air, etc.). In this study, the underwater blasting was simulated using AUTODYN, and the propagation characteristics of overpressure, impulse and vibration induced by blasting were analyzed. We mainly focused on the effect of mesh size on the overpressure, impulse and peak particle velocity from the underwater blasting simulation. The numerical results indicated that the overpressure and peak particle velocity tended to decrease as the mesh size increased, while the impulse increased with the mesh size. The results also indicated that the mesh dependence varied depending on the explosive charge and scaled distance.
Ritika, Sangroya;Choudhury, Deepankar;Park, Young Jin;Shin, Eun Chul
Journal of the Korean GEO-environmental Society
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v.18
no.10
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pp.5-14
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2017
In recent years, world has witnessed many man-made activities related to both above and underground blasts. Details on behaviour of shallow foundations subjected to blast loads and induced liquefaction is scarce in literature. In this paper, typical shallow strip foundation in saturated cohesionless soils subjected to both above and underground blasting have been simulated by using finite difference based numerical model FLAC3D. Peak particle velocity (PPV) has been obtained to propose critical values for which bearing capacity failure for shallow foundations with soil liquefaction can occur. Typical results for pore pressure ratio (PPR) for various scaled distances are compared to PPR values obtained by using empirical equation available in literature which shows good agreement. Critical design values obtained in the present study for PPV and PPR to estimate the scaled distance, bearing capacity failure and liquefaction susceptibility can be used effectively for design of shallow strip foundation in cohesionless soil subjected to both above and under ground blast loads.
Salman Ihsan;Shahab Saqib;Hafiz Muhammad Awais Rashid;Fawad S. Niazi;Mohsin Usman Qureshi
Geomechanics and Engineering
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v.35
no.2
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pp.121-133
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2023
The demand for cement and limestone crushed materials has increased many folds due to the tremendous increase in construction activities in Pakistan during the past few decades. The number of cement production industries has increased correspondingly, and so the rock-blasting operations at the limestone quarry sites. However, the safety procedures warranted at these sites for the blast-induced ground vibrations (BIGV) have not been adequately developed and/or implemented. Proper prediction and monitoring of BIGV are necessary to ensure the safety of structures in the vicinity of these quarry sites. In this paper, an attempt has been made to predict BIGV using artificial neural network (ANN) at three selected limestone quarries of Pakistan. The ANN has been developed in Python using Keras with sequential model and dense layers. The hyper parameters and neurons in each of the activation layers has been optimized using randomized and grid search method. The input parameters for the model include distance, a maximum charge per delay (MCPD), depth of hole, burden, spacing, and number of blast holes, whereas, peak particle velocity (PPV) is taken as the only output parameter. A total of 110 blast vibrations datasets were recorded from three different limestone quarries. The dataset has been divided into 85% for neural network training, and 15% for testing of the network. A five-layer ANN is trained with Rectified Linear Unit (ReLU) activation function, Adam optimization algorithm with a learning rate of 0.001, and batch size of 32 with the topology of 6-32-32-256-1. The blast datasets were utilized to compare the performance of ANN, multivariate regression analysis (MVRA), and empirical predictors. The performance was evaluated using the coefficient of determination (R2), mean absolute error (MAE), mean squared error (MSE), mean absolute percentage error (MAPE), and root mean squared error (RMSE)for predicted and measured PPV. To determine the relative influence of each parameter on the PPV, sensitivity analyses were performed for all input parameters. The analyses reveal that ANN performs superior than MVRA and other empirical predictors, andthat83% PPV is affected by distance and MCPD while hole depth, number of blast holes, burden and spacing contribute for the remaining 17%. This research provides valuable insights into improving safety measures and ensuring the structural integrity of buildings near limestone quarry sites.
In this paper, parametric studies are conducted to evaluate the contribute effect of multi layered room and pillar mine structures by underground accidental explosions. Influence of PPV(Peak Particle Velocity) obtained from large explosion at a multi layered room and pillar mine was numerically simulated by using AUTODYN. Parameters for contribution rate Analysis was analyzed by the robust design method. Orthogonal array is $L_9(3^4)$, which was adopted in this study, the parameters were pillar height, pillar width, mine span and sill pillar of 3 levels. Results of analysis showed that bottom mine of vertical direction from explosion point are most affected by pillar height, followed by sill pillar thickness, mine span and pillar width. Parameters affecting adjacent mine of horizontal direction from explosion are in the order of pillar width, mine span, pillar height and sill pillar thickness.
Ahn, Jae-Kwang;Park, Duhee;Park, Ki-Chun;Yoon, Ji Nam
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.19
no.6
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pp.959-972
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2017
In evaluation of blast-induced vibration, peak particle velocity (PPV) is generally calculated by using attenuation relation curve. Calculated velocity is compared with the value in legal requirements or the standards to determine the stability. Attenuation relation curve varies depending on frequency of test blasting, geological structure of the site and blasting condition, so it is difficult to predict accurately using such an equation. Since PPV is response value from the ground, direct evaluation of the structure is impractical. Because of such a limit, engineers tend to use the commercial numerical analysis program in evaluating the stability of the structure more accurately. However, when simulate the explosion process using existing numerical analysis program, it's never easy to accurately simulate the complex conditions (fracture, crushing, cracks and plastic deformation) around blasting hole. For simulating such a process, the range for modelling will be limited due to the maximum node count and it requires extended calculation time as well. Thus, this study is intended to simulate the elastic energy after fractured zone only, instead of simulating the complex conditions of the rock that results from the blast, and the analysis of response characteristics of the velocity depending on shape and size of the fractured zone was conducted. As a result, difference in velocity and attenuation character were calculated depending on fractured zone around the blast source appeared. Propagation of vibration tended to spread spherically as it is distanced farther from the blast source.
In this study, 16 test blastings had been carried out with different spacings, burdens, drilling lengths, and charges per delay for investigating the characteristics of ground vibration propagation, which depends on the delay time. From the tests, it was possible to derive a ground vibration equation. Using the equation, the characteristics of ground vibration could be investigated by analyzing the nomogram and predicting the Peak Particle Velocity (PPV), which are influenced by the delay time and the priming location. The trend of ground vibration change depending on the delay time was analyzed for the standards charges of 0.5, 1.6, 5, and 15 kg, which were suggested in "Blasting design and construction guidelines to road construction" by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport. From the study, it would be possible to suggest a favorable vibration control method, which depends on the charge.
In this study, the influence of priming location inside a blast hole on the ground vibration has been studied. In most of the previous studies dealing with the ground vibration, the effect of priming location in a blast hole was usually considered in a limited way. Thus, it seems that the results of the studies can be applicable only to the relevant sites. Considering the fact that the mechanism of ground vibration caused by blasting is quite complex, the priming location can have a considerable effect on the ground vibration in certain situations and be an important parameter in a blasting design. To identify the characteristics of the wave propagation according to priming locations, total 72 test blasts were carried out with different spacing, burden, drilling length, and charge, and prediction equations were derived. The characteristics of ground vibration, which was changed according to the priming location, was analyzed by using the nomogram of peak particle velocity (PPV) record. Attenuation relations, which were also dependent on the priming location, were analyzed. In this case, four different amounts of charge, that is, 0.5, 1.6, 5, and 15 kg, were used for the test. This criterion of charge amount is specified in the "Blasting design and construction guidelines to road construction" by the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs of Korea.
In order to identify the characteristics of the propagation depending on delay time (20, 25 ms) and priming location (top priming, middle priming, bottom priming), test blasts were carried out a total of 4 times using different spacing, burden, drilling length, charge per delay and was derived the formula to predict blast vibration. This study investigated the characteristics of vibration by analysis of the nomogram and prediction of Peak Particle Velocity (PPV) from delay time and priming location by the formula to predict ground vibration. And it analyzed the trends of vibration increase by standards charge 0.5, 1.6, 5, 15 kg. Standards charge is "Blasting design and construction guidelines to road construction" by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport. Depending on the charge in favor of vibration control method is proposed. Thus, when the design was to be used as a variable.
In this study, the blast-induced vibration effects on the structural stability of the adjacent tunnel and the stability were estimated with respect to the allowable peak particle velocity (PPV). The blasting distance from the tunnel satisfying the allowable PPV was estimated based on the analytical solutions, United States Bureau of Mines (USBM) suggestions, and the equations used in the subway in Seoul. The allowable blasting distance was estimated by using finite difference analysis (FDA) and the behavior of the concrete lining and rock bolts was examined and the stability of those was estimated during the blast. Research results show that the blast-induced vibration effects on the structural stability are negligible for the concrete lining but relatively large for the rock bolts.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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