Page 36 - 《爆炸与冲击》2026年第11期

第 46 卷 刘万通，等： 爆破振动作用下人体动态响应与感知心电变化的原位试验 第 11 期

表 3（续）
Table 3 (Continued)

−1
PPV/(cm·s )
振动方向 监测点
工况1 工况2 工况3 工况4
P4 0.93 1.44 2.01 3.06
P5 0.88 1.27 1.93 2.87
P6 1.04 2.03 2.36 3.51
z向
P7 1.12 2.75 2.99 4.89
P8 1.89 3.25 3.47 6.22
P9 1.98 3.43 4.07 7.69

1.8 8
Condition 1 Condition 1
1.6 7 Condition 2
Condition 2
1.4 Condition 3 Condition 3
Condition 4 6 Condition 4
1.2 5
PPV/(cm· s −1 ) 1.0 PPV/(cm· s −1 ) 4
0.8
0.6
0.4 3 2
0.2
1
0
0
G P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 G P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9
Monitoring point Monitoring point
(a) y direction (b) z direction
图 7 不同工况下各监测点 PPV 对比
Fig. 7 Comparison of PPV at various monitoring points under different working conditions

初步分析其可能机制，主要在于人体不同部位的力学特性差异。初始衰减区的形成可能源于两方
面因素：其一，足部、小腿及大腿的肌肉与脂肪组织构成高阻尼层，通过黏弹性形变将振动能量转化为热
能；其二，踝关节与膝关节内的软骨和滑液形成类似低频滤波器的结构，对振动起到削弱作用。二者共
同导致振动在传递至腰腹部前持续衰减。腰部以上的振动放大现象则可能由生物力学共振主导：当振
动传递至脊柱时，其轴向固有频率与爆破振动频带可能存在部分重叠，引发结构共振；同时，头颈部系统
因自身惯性效应进一步增强了振动响应，形成自腰部向头部的阶梯式放大趋势。
受限于原位爆破试验中严格的安全保障要求（振动强度需远低于人体损伤阈值、单次试验窗口有
限），本试验未同步布设多通道测振系统以获取定量的频域数据，上述机理解释主要基于现有生物力学
文献与现场观测结果的定性推断，其定量验证有待后续可控振动台试验结合频域分析完成。
2.2 爆破振动作用下人体 PPV 的衰减

通过开展上述现场原位爆破试验，得到从不同爆心距的爆心传播至被测人体脚部的地表振动速度
数据，如表 4 所示。爆破振动地表振动速度与最大单段药量、爆心距、场地条件之间的关系可由萨道夫
斯基公式 [21-22] 描述：
√ α
v PPV = k( 3 Q/r) (1)
式中：Q 为最大单段药量，r 为爆心距，k、α 为场地系数。根据表 3 中的测试数据，拟合得到试验场地 y、
z 方向上的地表峰值振动速度衰减公式分别为：

√
2
v PPV,y = 198.64( 3 Q/r) 1.89 R = 0.99 (2)

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