Page 37 - 《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

√
2
v PPV,z = 467.83( 3 Q/r) 1.84 R = 0.99 (3)
为了获取更准确的人体表面的爆破振动衰减规律，考虑身高的影响，对含高度影响的修正公式 [23-24]
对试验数据进行拟合：
Å √ ãα Å √ ãβ
3 Q 3 Q
v PPV = k (4)
r H
式中：H 为测点与爆心之间的相对高差，m；β 为与 H 有关的衰减系数。针对水平方向，将表 3 中的数据
按照式 (4) 进行拟合，得到：
Å √ ã190 Å √ ã0.22
3 Q 3 Q
2
ν PPV,y = 136.63 R = 0.975 (5)
r H
针对垂直方向，由以上分析，在爆破振动作用下人体体表峰值振动速度沿垂直方向先减后增，且变
化趋势发生改变的界限基本都在腰部 P5，因此，将振动速度变化分为 2 个部分：腰部以下和腰部以上。
结合表 3 中的数据按照式 (4) 进行拟合，修正公式分别为：
Å √ ã2.02 Å √ ã0.19
3 Q 3 Q
2
v PPV,z = 512.47 （腰部以下） R = 0.99 (6)
r H
Å √ ã2.15 Å √ ã−1.37
3 Q 3 Q
2
v PPV,z = 556.23 （腰部以上） R = 0.94 (7)
r H
拟合结果 R 均在 0.9 以上，拟合精度较高，拟合效果较好，说明修正公式对于反映该次试验条件下
2
爆破振动人体响应规律具有一定的可靠性，其外推适用性有待更多工况验证。

表 4 现场原位试验爆破振动测试结果
Table 4 In-situ blasting vibration test results
−1
峰值振动速度/(cm·s )
爆破点 爆心距/m 单段药量/kg
x向 y向 z向
1# 17.5 0.5 1.60 0.57 1.58
2# 15.0 0.5 2.09 0.77 2.09
3# 12.5 0.5 3.28 1.08 2.93
4# 10.0 0.5 4.63 1.65 4.42

3 人体感知室内振动台试验的可行性论证

3.1 人体感知室内振动台试验
爆破振动的复杂性为人体响应研究，尤其是心电变化的频次测定带来了诸多挑战。尽管可调整装
药参数来控制振动，但实际中仍难以精确调控以满足试验要求，同时存在极大的危险性。鉴于此，采用
室内振动台试验方法，通过精确控制振动参数来有效模拟真实的爆破振动环境 [25] 。
室内振动台试验采用 ZD/AB-ATP 型触屏电磁式振动台模拟爆破振动环境，如图 8(a) 所示。该振动
台能够产生水平、垂直与纵向 3 个方向的振动，加载频率范围为 0.1～1 000 Hz；振动荷载由 TC-4850-3 型
爆破振动测振仪进行标定。原位试验与振动台试验的心电信号采集均使用乐普（北京）医疗科技股份有
限公司生产的一款高性能便携式心电图监测设备，如图 8(b) 所示。该设备内置高灵敏度传感器，可捕捉
心脏电活动的细微变化，支持 12 导联心电图记录，满足试验实时性与精度要求。测量时，受试者双手分
别握持设备两侧电极并保持稳定，单次测量约 30 s 即可完成，能够有效满足试验需求。

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