隧道周边孔爆破振动信号分析

为了解周边孔爆破对控制爆破振动速度的影响,以大连玉华220kV线路新建工程2#大里程隧道为例,分析周边孔爆破振动信号。2#大里程隧道临近商业建筑,通过掏槽孔、周边孔两次起爆,达到了控制爆破振速的目的。因此,在爆破断面垂直的商铺附近,距离爆破断面约6m处布置测试点进行监测。采用FFT法、小波包分析法、加速度功率谱密度法对爆破的振动速度、持续时间、主频、能量-频率分布等进行了分析。结果发现:周边孔爆破中距爆破断面水平距离6m处的最大单向振动速度为1.122 4cm/s,频率较高,80Hz以上,在《爆破安全规程》规定的振动速度范围之内。同时分析了3种方法的异同点,FFT法的速度谱与小波包分析的能量-频谱图波形相似,主频与小波包分析法相差不大,与加速度功率谱密度计算的主频非常接近,可用FFT法初步分析爆破振动信号的能量分布比例。小波包分析法在主频确定方面有更高的分辨率,在精细分析时应采用小波包分析法进行爆破振动信号的分析。该爆破振动信号分析对有效地控制振动速度,降低爆破对周边建筑物的损害和爆破网路设计有着很好的指导意义。     

基于小波包技术地铁隧道分区爆破振动特性研究EI北大核心CSCD

小波包分析技术被广泛应用于爆破振动信号的幅频特性研究,其有助于分析爆破振动的传播规律与控制。该研究依托青岛地铁交叠隧道工程分区爆破振动试验,获得了现场爆破振动监测数据,并采用小波包技术对爆破振动信号的频率、能量分布特征进行了研究。研究表明:自由面个数、已(未)开挖区等因素导致爆破振动特性的差异性。掏槽区爆破主振频率相对辅助区较小。爆破工作面前方(即隧道未开挖段)主频带随着水平距离的增加总体向高频移动,高频能量比重增加。而在工作面后方,主频带随着水平距离的增加总体向低频移动,低频能量比重增加。辅助区与掏槽区爆破振动能量随距离变化趋势基本一致,但是能量随距离的衰减速率不同。该研究结合频率与能量因素,对既有隧道的安全保护提出建设性意见,以期保证隧道的安全稳定。     

基于小波包变换的爆破地震反应谱分析

爆破地震反应谱理论能够反映爆破振动作用下结构体的动态响应。选取某项目模型试验测试得到的爆破振动加速度信号为研究对象,采用小波包分析方法将振动信号进行分解和重构,得到爆破振动信号的频谱、时频和能量特性。结合反应谱理论得到各节点小波包重构系数的反应谱曲线,反应谱曲线峰值对应的频率与该节点重构小波包系数主频基本一致。当节点频率增大时,反应谱曲线峰值有增大的趋势,且峰值上升和下降部分由缓变陡。将小波包分析方法和地震反应谱理论结合起来,能够得到爆破振动的精细反应谱,为抗爆破振动设计提供了一种新思路。     

基于HHT分析的大断面软岩隧道爆破振动控制效果研究

为有效控制在软弱围岩隧道大断面爆破施工中爆破振动造成的危害,以新疆东天山隧道右洞爆破施工为工程背景,通过优化炮孔装药量和起爆顺序,制定了预裂+光面综合爆破的大断面爆破开挖方案。采用Hilbert-Huang变换(HHT)对优化后爆破方案与原爆破方案的振动信号进行分析,获得两种爆破方案振动信号的Hilbert能量谱、各频带能量分布以及瞬时能量分布谱。结果得到,爆破振动的能量主要集中在200 Hz以内且分布不均匀;优化后的爆破方案对爆破振动能量有较好的衰减效果,其中主要是对低频信号能量的衰减;而中高频信号能量所占比重增加,爆破振动信号能量重心往中高频发展;同时对掏槽孔与扩槽孔爆破产生的能量具有明显的衰减作用。研究结果为大断面软岩隧道钻爆施工以及从能量角度研究如何降振提供参考。     

京张高铁草帽山隧道爆破振动效应分析

为研究隧道爆破振动效应的变化规律,依托草帽山隧道工程,对现场实测爆破振动数据进行处理分析。首先,依据现有的爆破振动预测方程,归纳得到适用于本隧道工程的爆破振动强度预测模型。然后,利用小波包分析对实测信号进行处理。结果表明:随着最大单响药量的增大及爆心距的增加,爆破低频带能量占有百分比呈升高的趋势;一般构筑物的自振频率位于较低频带,因此隧道爆破施工很大程度会引起周边建筑物产生共振现象。提出适用于本隧道工程的控制爆破措施,并通过爆破振动强度及小波包能量分布规律验证了其可行性。     

混凝土边坡模型微差爆破地震波反应谱分析

为了研究不同爆破间隔时间对反应谱特征的影响,利用地震工程中广泛采用的反应谱理论对收集到的室内混凝土边坡爆破振动信号进行研究。首先,对实测的爆破振动信号进行微分得到加速度信号,并用小波包降噪法对加速度信号进行去噪处理。然后,采用Fourier变换方法求得了不同间隔时间下爆破振动信号的加速度反应谱和标准加速度反应谱。分析结果表明:不同间隔时间的爆破质点峰值速度与加速度反应谱的峰值并不存在对应关系;多段微差爆破在起到干扰降振的同时,也使得结构体出现共振的几率增加。     

核电站机组基坑负挖爆破振动测试分析

根据阳江核电站爆破振动控制要求,通过试验炮试验、数据剔除、回归和K值修正,确定了允许最大段药量;通过主频统计、代表信号的小波包分析发现:随着比例距离增加,高频成分衰减明显,能量所占频带更加集中。     

基于小波包技术地铁隧道分区爆破振动特性研究

小波包分析技术被广泛应用于爆破振动信号的幅频特性研究,其有助于分析爆破振动的传播规律与控制.该研究依托青岛地铁交叠隧道工程分区爆破振动试验,获得了现场爆破振动监测数据,并采用小波包技术对爆破振动信号的频率、能量分布特征进行了研究.研究表明:自由面个数、已(未)开挖区等因素导致爆破振动特性的差异性.掏槽区爆破主振频率相对...     

不同段数爆破地震波的反应谱分析

为了研究段数对反应谱特性的影响,基于某石方控制爆破工程爆破振动实测数据,对不同段数爆破振动信号进行了反应谱分析。首先,利用实测的爆破振动速度信号采用直接微分法获得了加速度信号,并利用EEMD分解对加速度信号进行低通滤波去噪处理,获得了准确清晰的加速度曲线。然后,利用精确法求得了不同段数下爆破振动信号的速度反应谱和标准速度反应谱。分析结果表明:不同段数的爆破振动质点峰值速度与速度反应谱的峰值速度并不存在对应关系,因此分段数的选择应综合考虑结构对爆破振动的动态响应。     

单段爆破振动信号频带能量分布特征的小波包分析

爆破振动分析是研究爆破振动危害控制的基础,也是控制爆破振动危害的前提。根据爆破振动信号具有短时非平稳的特点,利用小波包分析技术对满足分析要求的单段微差爆破振动信号的能量分布特征进行研究。首先,简略地介绍了小波变换与小波包分析的特点。其次,基于MATLAB对单段爆破振动信号进行小波包分析,得到了爆破振动信号在不同频带上的能量分布图。最后,总结了单段爆破振动信号频带能量的分布特征。结果表明,在单段爆破中,爆破震动信号成分主要以中高频(39Hz~156Hz)为主,低频成分(39Hz以下)所占比例极少。     

露天开采爆破振动信号小波包分析

用传统的傅立叶变换理论无法对爆破振动信号进行准确的时频分析,利用小波包分析所得到的良好的时频局部化性质,可以很好地对爆破地震波进行信号分解和能量分析。在阐释小波包变换基本原理的基础上,给出了爆破振动信号能量分析方法的理论解析,并结合应用实例,对爆破振动信号进行小波包能量分解,把振动信号划分为几个重要频带进行分析,据此得出不同频带上的能量分布和变化,从而确定露天采场某一特殊地形的爆破地震波衰减规律。     

隧道掘进爆破振动在地表及上部岩体传播特征?

为了解隧道掘进爆破振动信号在地表及上部岩体内传播的特征,以鹤大高速小沟隧道掘进爆破为工程背景进行研究。对地表部分,现场监测后利用小波包分析对监测数据进行信号去噪重构处理,对得到的纯净信号进行时频分析及能量分布研究,进而得出振动信号沿地表的频率分布规律及能量衰减规律。对上部岩体,利用ANSYS/LS-DYNA进行数值模拟,提取关键点振速,分析得出开挖与未开挖两侧振动信号在隧道上部岩体内传播过程中的质点振速与能量衰减规律。为隧道爆破掘进动力响应研究、爆破震害评估和爆破设计的改进提供依据。     

露天开采爆破振动信号小波包分析

用传统的傅立叶变换理论无法对爆破振动信号进行准确的时频分析,利用小波包分析所得到的良好的时频局部化性质,可以很好地对爆破地震波进行信号分解和能量分析。在阐释小波包变换基本原理的基础上,给出了爆破振动信号能量分析方法的理论解析,并结合应用实例,对爆破振动信号进行小波包能量分解,把振动信号划分为几个重要频带进行分析,据此得出不同频带上的能量分布和变化,从而确定露天采场某一特殊地形的爆破地震波衰减规律。     

双临空面条件下隧道爆破近区振动波形构造与应用

近年来基于单孔爆破振动数据进行微差振动合成计算是研究的热点。为解决第二临空面形成后波形计算问题,以莲塘小净距隧道为工程背景,设计现场爆破试验获取双临空面下单孔波形;利用小波包变换分析实测波形的优势频带,将单孔波形分解为各优势频带的多个子波;通过拟合得到炮孔药量、爆心距与各频带子波最大振速峰值的函数;利用该函数获取全部炮孔在不同频带的子波,叠加所有频带子波构造出各孔单孔波形;由此计算炮孔位置、药量变化下不同微差爆破合成振动波形,得到最优孔间延时。结果表明:计算所得合成波形与实测波形在频率组成和波形趋势上相吻合,各振速峰值误差小于0.3 cm/s;周边孔延时为6～7 ms时减振效果最佳,现场应用效果良好。     

基于量纲理论的爆破振动频率分析

为了探究影响爆破振动频率的各种因素,采用量纲分析方法研究了爆破地震波的产生和传播效应.基于小波包分析基本理论,将地震波中的低频波段进行细化,参照萨道夫斯基公式得到了爆破振动频率的预测方程,并进行了工程验证.结果表明,该预测方程的回归参数有较好的一致性,可以为爆破振动危害控制提供参考依据.     

k值优化VMD-小波包分析联合降噪方法在隧道爆破信号中的应用

针对隧道爆破振动测试信号存在噪声干扰的问题,引入一种基于k值优化的变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)联合小波包分析的降噪方法。首先,引入分解能量差值参数λ,对比爆破振动信号在不同k值条件下经VMD得到的模态分量总能量;基于等能量分解原理对模态数k进行优化分析,并在最佳模态数k下对信号进行VMD处理;在相关系数和方差贡献率双指标下筛选出含噪分量,并用小波包分析手段进行降噪处理;最后,将经降噪处理后的含噪分量与优势分量重构,得到纯净的爆破振动信号。引入的方法兼具VMD及小波包分析的优点,并克服了信号分解过分或分解层数不足的缺陷。结果表明:与现有方法相比,k值优化的VMD-小波包分析联合降噪方法信噪比高,均方根差小,降噪效果良好,并且该法可有效保留原始信号中的细节特征,可以应用于类似隧道爆破信号的降噪处理。     

小波分析在爆破振动加速度推求中的应用

提出了一种由实测爆破振动速度数据得到加速度历程曲线的方法.首先对实测速度数据进行数值微分计算,继而采用小波变换的方法消除加速度波形中因数据误差带来的高频噪声成分,可以得到准确、清晰的爆破振动加速度时程曲线.