临近地铁车站爆破振动效应对高层建筑的影响

明晰建(构)筑物的爆破振动响应规律在工程和经济上具有重要意义。针对某地铁车站A出入口爆破施工,运用HHT方法分析某小区2号楼振动信号的衰减特征。研究结果表明：沿高程增加方向,三矢量振速峰值先急剧衰减,后在中间楼层呈波浪形变化并在顶层放大,振速变化分为衰减区(0～26.15 m]、波动区(26.15～71.75 m]和放大区(71.75～94.55 m]。随高程增加,Hilbert谱的形态由三峰值逐渐转变为单峰值结构,能量幅值降低;优势频带由75～125 Hz衰减为10～40 Hz,主频向低频过渡,振速放大区楼层振动频率较低且易引发共振。根据地面测点拟合顶层能量谱的构成,验证了顶层放大效应的实质,是对爆破地震波中与建筑物固有频率接近的能量进行选择放大。     

露天矿台阶爆破对邻近巷道的振动监测及分析

为了准确分析台阶爆破振动作用下邻近巷道安全性问题,以某铁矿-68m台阶爆破为工程背景,在邻近爆区的巷道布置9个测点并进行爆破振动速度现场监测,研究爆破振动峰值速度在传播过程中的衰减规律并将实测振速值与理论振速值进行比较;利用希尔伯特黄变换方法对巷道监测的信号进行分解与变换处理,根据爆破振动信号能量的分布特征进一步对巷道安全性做出评价。结果显示:巷道内测点振动峰值速度集中于1～10cm/s且主频率变化范围在10～50Hz之间,符合爆破振动安全标准,同时结合爆破振动监测数据及回归分析确定了爆破振动衰减系数K、α,并验证实测振速值与理论振速值的相对误差分布在1.3%～3.8%之间,为巷道安全性预测提供参考。爆破振动瞬时能量谱出现5个峰值且在0.2s时刻达到最大,在0～0.2s时间段内不进行多段雷管起爆以达到减少瞬时能量集中分布的目的。     

冻结立井模型爆破振动信号的小波包分析

从能量分布特征角度研究爆破振动信号,以达到认识爆破振动危害并提出危害控制方法的目的。结合冻结立井爆破模型试验,获取冻结岩壁指定点爆破振动信号,采用db6小波基对爆破振动信号进行小波包分析,得到各信号不同频带能量分布,研究了高程差、等效距离对振动信号能量衰减规律的影响,利用量纲分析法建立了能量预测公式,并通过实测数据回归分析验证了其正确性。结果表明:各测点振动信号能量随着时间的变化表现为高频部分衰减快、低频部分衰减慢的特征;爆破振动能量分布范围广泛,主振频带较宽且由多个分振频带组成;随着高程的增加、传播距离的增大、能量有向低频集中的趋势;能量大小与药量成正比,与等效距离成反比;结论为鄂尔多斯盆地冻结岩层爆破能量衰减规律、安全性评价提供理论依据。     

基于PEMD的露天边坡不同高程爆破振动信号频谱特征研究

为了更好地研究边坡爆破振动信号的频谱特征分布,结合露天边坡爆破振动试验分析,利用正交经验模态分解方法(Principal Empirical Mode Decomposition,PEMD)剔除了振动信号中的噪声,对不同高程的边坡爆破振动信号频谱特征进行了研究。结果表明:(1)节理裂隙发育边坡在当前起爆方式下,爆破振动信号能量的优势频段为10～100 Hz,其频段内的能量占总能量的64.2%～88.0%;(2)同一高程不同振动方向的爆破振动信号中,径向峰值振动速度最大,主振频段内集中的振动能量最大;(3)在边坡特定高程处,爆破振动信号不同频率成分存在选择放大或衰减效应,且不同振动方向能量的放大与衰减程度并不相同;(4)随着高程的增加,爆破振动信号的峰值瞬时能量表现为先增大后减小,在边坡出现高程放大效应处达到最大。     

基于 EEMD-HHT 法的露天矿山深孔爆破振动效应研究

工程爆破在我国国民经济建设过程中发挥着重要的作用,但作为爆破有害效应之首的爆破振动是一个不可忽视的问题。为研究露天矿山深孔控制爆破“高程效应”“鞭梢效应”以及爆破振动波能量分布特征,依托星光露天矿山深孔控制爆破工程,通过现场爆破试验研究,提出了一种基于电子雷管精确延时与EEMD HHT信号分析技术的爆破振动效应分析方法。研究表明：爆破振动速度总体呈现衰减趋势,存在高程放大效应,且具有明显的方向性,放大系数表现为垂向（Z方向）>径向（X方向）>切向（Y方向）;同一高程,“鞭梢效应”现象明显,表现为台阶外缘附近岩体质点峰值振动速度大于内缘边坡坡脚处;爆破振动信号能量优势频段分布于10~50 Hz,并且以低频段为主,爆破振动波能量垂向（Z方向）>切向（Y方向）>径向（X方向）。通过对露天矿山深孔控制爆破振动效应的研究,降低了爆破振动对岩体扰动的影响,爆后边坡岩体稳定,轮廓清晰,破岩块度均匀,为类似工程提供了参考依据。     

基于小波理论的井下深孔爆破振动信号辨识与能量衰减规律分析

在爆破漏斗试验的基础上,制定了某矿山的深孔爆破方案,在现场进行了深孔爆破试验并实施了振动监测。采用小波分析方法对深孔爆破振动信号频带能量分布进行了分析,发现Ⅳ号测点的频带能量分布与其它4个测点明显不同,从而判定Ⅳ号测点数据失真。利用剩下的4个测点的数据,编制程序计算得到各测点X、Y和Z三向的能量和总能量,回归得到总能量的衰减公式。研究结果表明：在距爆点0～75 m范围内,爆破振动能量随距离增大而迅速降低;在距爆点75～250 m,爆破振动能量维持在一个较低水平且衰减速度非常缓慢;超过250 m以后,爆破振动能量几乎为零。     

考虑高程效应的露天边坡计权振级预测方法

为了探讨露天深孔爆破产生的环境振动问题,基于台阶爆破试验,选取岩体特征完整的边坡进行振动测试,分析了水平距离与高程差对环境振动评价量铅锤向计权振级的影响,采用线性与非线性回归拟合法构建了考虑高程效应的计权振级数学模型,与现有数学模型的预测结果进行对比.结果表明:计权振级的衰减特性由水平距离和高程差综合表征,水平距离衰减计权振级的速率比高程差快０．０２３dB/m;考虑高程效应的计权振级数学模型能够更准确地预测计权振级,其线性与非线性数学模型预测精度较类似萨氏公式的预测经验公式分别高出０．８３和０．９６个百分点.     

深孔台阶爆破近区振动强度分布的模拟研究

为了探索深孔台阶爆破近区振动强度的分布规律,基于现场单孔爆破试验,在爆区后方构建5排×17列的测点方阵模型,在考虑震波频率随传播距离衰减的基础上,利用Anderson线性叠加模型来模拟单排炮孔在不同爆破条件下振动“场”的变化情况。结果表明:随炮孔数目的增多,振速等值线外移,等值线中心逐渐与炮孔连线平行,平行炮孔连线方向上振速的增加幅度逐渐减小,垂直炮孔连线方向上振速沿传播距离的衰减速度逐渐增大;随炮孔距离的增加,炮孔连线方向上地震波能量流动比例增加,流动方向从近似沿小球面逐渐变为大球面扩散,振速等值线变得粗糙,平行炮孔连线方向上爆破近区中心一定范围内测点的振速减小,两边振速增大,垂直炮孔连线方向上近区测线振速沿传播距离的衰减速度加快,远区则减慢并最终趋于一致;随炮孔装药量的增加,炮孔连线上能量密度增加,振速等值线的强度增大,平行炮孔连线方向上爆破近区中心测点振速的增长幅度明显大于两边,垂直炮孔连线方向上振速沿传播距离的衰减速度逐渐增大。     

基于HHT法的出矿巷道爆破振动衰减规律研究

为研究深孔爆破对巷道围岩稳固性的影响,通过采场深孔爆破振动测试,完成对巷道底板处质点的振速极值,持续时间,主振频率的监测。用线性回归方法对现场实测数据进行分析,得到爆破振动波在该区域的衰减规律,同时,结合HHT原理对爆破振动波的频谱特征进行分析,发现爆破振动波的瞬时能量主要集中于20Hz以内,极易引起地下矿山临近建筑物共振,建议给予重视。     

基于小波变换的爆破振动信号不同频带能量分析

针对爆破振动信号持续时间短、突变性快的非平稳特征及振动信号三向传播特征,结合某露天矿逐孔爆破实测数据,利用小波分析技术,分析某点实测轴向、径向、垂向三向振动信号分频能量分布特征。研究结果表明：频带能量的最大值与质点峰值振速基本处于相同位置,总体成正比例关系,个别频带能量最大值并不处于峰值振速位置;逐孔起爆三向振动信号在不同频带能量分布不同,各向能量主要集中在250 Hz以内,250 Hz以后能量基本消失;由于周围建（构）筑物固有频率较低,据爆源140 m处振动数据的能量主要集中在15 Hz以上,因此,此次爆破共振对建（构）筑物的影响较小。研究结果为爆破振动安全评价提供了新的途径。     

结构面对爆破地震波幅频衰减效应影响分析

结合贵州某露天矿爆破施工工程,分别采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件和小波包分析方法对结构面影响下的爆破振动的幅频衰减规律进行分析研究。数值模拟结果表明,爆破地震波在未穿过结构面之前和穿过结构面后,振速峰值没有明显的衰减,其平均衰减率分别为7.96%和8.74%。而地震波穿越结构面时,振速峰值衰减明显,其平均衰减率为54.04%。小波包分析结果表明,当地震波穿越结构面时,50 Hz左右频带的能量均呈衰减趋势,其中水平向信号能量降幅为33.78%,垂直向信号能量降幅为31.68%。而20Hz左右频带的能量呈增加趋势,其中水平向信号能量增幅为18.09%,垂直向信号能量增幅为16.12%。     

基于回归分析的边坡爆破振速高程效应研究

为研究边坡深孔爆破载荷作用下高程差与水平距离2项参数对振动速度影响程度,运用LS-DYNA建立工程相似模型进行模拟,并基于萨道夫斯基公式与高程差修正公式分别对测点振速进行单、多元回归分析。结果表明,经典萨道夫斯基公式对台阶平整地形下的振动速度拟合度较高;边坡面上随高程的改变出现明显的振速放大效应,沿边坡面的爆破振动速度与高程差的相关系数比水平距离与其相关系数高约12%;采用两种速度公式对坡面不同高程差位置的爆破振动速度回归分析,结果显示高程差修正公式的拟合度明显高于萨道夫斯基公式的拟合度。     

台阶高度对爆破振动高程效应的影响研究

爆破引起的振动是影响爆破生产安全和边坡岩体稳定性的重要因素,因此展开对爆破振动高程效应的研究是有必要的。本文通过现场爆破振动实测和混凝土模型爆破振动试验,研究台阶高度与爆破振动高程效应的关系,结果表明:高程对爆破振动既有放大效应也存在衰减效应,以衰减效应为主,放大效应为辅。在高程放大效应显现明显的区域,放大倍数随着高程差的增加,呈现先增大后缩小的变化规律。从整体来看,距爆源水平距离相等的测点,台阶的振速低于平地,在高程放大效应显现明显的区域除外。     

黑岱沟露天煤矿抛掷爆破振动规律研究

为提供露天矿抛掷爆破设计和安全校核依据,以黑岱沟露天矿第二采区为工程背景,通过抛掷爆区的振动监测和回归分析,分别对露天矿开采过程中爆破振动波的峰值振速和主振频率衰减规律进行了研究。结果表明:对于同一条测线,水平径向x方向的振速比水平切向y方向与垂直方向z方向的振速大,且预裂爆破带后的振动强度明显减小;主振频率随着爆心距的增大,同样有衰减的趋势,且黑岱沟露天煤矿南区爆破振动主频在3～30 Hz。     

露天深孔台阶爆破振动特征分析及安全控制

为了分析爆破振动作用下露天开采临近巷道稳定性问题，开展爆破振动监测试验。通过对矿山工程概况和爆破参数的调查，设计监测方案，统计分析监测结果。结果表明：最大爆破振速为3.53 cm/s,小于极限值5 cm/s;三个方向振速衰减方程可以较好地描述振速衰减规律；爆破振动速度随着爆心距的增大而降低，爆破振速在垂直方向衰减最快，径向次之，水平方向衰减最慢；基于各监测点的主频率在20～100 Hz之间振频分布范围较广，最大值较高；在不考虑重复导致围岩爆破损伤积累的前提下，露天开挖爆破振动不会引起平硐的破坏。     

竖井爆破振动及CO_2致裂振动信号的小波包分析

为了达到认识CO_2致裂振动的危害并提出危害控制方法的目的,将CO_2致裂振动与爆破振动信号从能量分布特征的角度来进行研究。结合某地铁竖井工程,获取竖井指定点的振动信号,采用db6小波基对振动信号进行小波包分析,结果表明:在多数工况下,CO_2致裂的质点峰值振速仅为炸药爆破的10%;爆破振动信号能量随时间的变化表现出高频部分衰减快、低频部分衰减慢的特征;爆破振动能量分布范围广泛,而CO_2致裂振动能量频带较为集中,中心频率约为120 Hz,三矢量方向振动能量大小关系具体表位为:z方向y方向x方向。     

某地下矿山大直径中深孔爆破振动衰减规律分析

某地下矿山采用大直径中深孔爆破,具有单次起爆药量大、地表振速大和振动频率低的特点,易造成地表建(构)筑物损伤。地表监测发现,爆破振动在近爆心振速较大、衰减快,在远爆心振速相对较小、衰减较慢。因此,根据地表建(构)筑物与生产矿房的相对位置,分别从近爆心和远爆心的振动衰减规律对爆破参数进行优化,指导矿山爆破减振作业。     

高精度雷管逐孔起爆地震信号的精确时频分析

靠近煤炭筒仓建筑等的重要设施进行台阶爆破时,必须严格控制爆破振动低频带上能量的大小。基于HHT(希尔伯特-黄变换）方法,结合别斯库都克露天煤矿台阶爆破逐孔起爆方案,研究爆破振动信号的时频及能量分布特征。结果表明：研究建（构）筑物受爆破振动响应,选用爆破振动信号水平分量更为合理;分析爆破振动信号时频特征需结合爆破参数、场地等多因素;高精度雷管逐孔起爆方案可以使爆破振动信号能量分布更均匀,减少能量在10 Hz以下低频带上的分布。     

不同爆破参量对爆破振动信号能量分布的影响

为研究不同爆破参量对爆破振动信号能量分布的影响,采用小波包分析技术对不同爆破参量下某矿山的爆破振动信号进行了小波包能量分析,结果表明,随着爆心距的增加,0~15.6 Hz爆破振动信号的能量占总能量比例呈上升趋势,增幅为45.88%;15.7~62.5Hz的能量占总能量比例明显降低,降幅达56.7%。同样的,随着最大单响药量和高程的增加,0~15.6 Hz爆破振动信号的能量占总能量比例也呈上升趋势,增幅分别为33.86%和26.33%;15.7~62.5Hz的能量占总能量比例明显降低,降幅分别为50.64%和39.76%。随着爆心距、最大单响药量及高程的增加,爆破振动信号的主振频带有向低频发展的趋势。而该频率接近该矿山边坡的固有频率,容易发生共振,导致边坡失稳。     

露天煤矿台阶边坡爆破振速的高程放大效应研究

露天矿开采过程中,多以大药量抛掷爆破方式破碎岩石,爆破振动对露天矿边坡的安全构成威胁。针对露天矿台阶边坡受爆破振动影响以及爆破振动的高程放大效应问题,结合哈尔乌素露天矿北端帮工程实际,利用数值模拟方法和理论分析方法对高程放大效应进行了研究,并对FLAC3D数值计算结果进行了验证;研究了在背波和迎波2种不同情况下台阶边坡内部、表面质点动力响应情况,最后分析了台阶边坡动力响应机理。研究结果表明:露天矿台阶边坡在爆破振动影响下呈现出高程放大效应,台阶边坡表面和内部质点的峰值振动速度总体呈现随着距离的增加逐渐衰减的趋势;同一台阶质点的振速由边坡表面向内部递减,越靠近边坡表面,质点的振动速度越大;在背波情况下,高程放大效应最显著的在底部台阶,同一台阶质点的高程放大效应由边坡表面向内部减弱;在迎波情况下,高程放大效应最显著的则在顶部台阶,同一台阶质点的高程放大效应未呈现出明显的变化。