位置条件对爆破震动信号分析中小波包时频特征的影响

爆心至测点的位置条件是影响爆破震动时频分布的主要因素之一。在考虑到段药量变化的情况下,位置条件由比例距离和高差系数来进行量化。运用小波包分析方法对监测获得的爆破震动信号进行时频特征分析,探讨时频分布与比例距离及高差系数之间的关系。试验研究发现,位置条件对震动波形小波包细节信号时频特征的影响主要体现在峰值质点振速、优势频率大小及波形衰减阻尼比的变化上。其中峰值质点振速随比例距离的增加呈指数衰减,其与高差系数的相关规律性不强;优势频率随比例距离增加也呈衰减趋势,高差系数对其有较大影响,但规律不明显;衰减阻尼比在不同的主振频带内与比例距离及高差系数有不同的关系,较低频率部分其阻尼比随着比例距离的增加而增大,较高频率部分则基本保持不变。     

传播介质特性对爆破震动信号分析中小波包时频特征的影响

传播介质是指爆破震动赖以向外传播的地层介质 ,其基本特征是影响爆破震动时频分布的主要因素之一。当传播介质中有爆破震动通过时 ,其动态响应将会因其原地结构的不同而在响应持续时间、频谱、响应的衰减等特征方面均有较大差异。本文利用岩体 (岩土混合体 )基本质量指标BQ值以及完整性系数Kv 来量化传播介质特性。通过对不同岩层地质条件下产生的爆破震动进行小波包分析 ,探讨了传播介质特性量化参数与爆破震动时频分布之间的关系。研究中发现 ,传播介质特性对单段波形小波包细节信号的主振频带分布、峰值质点振速及衰减阻尼比等时频特征参数均有较大影响 ,其中主振频带分布范围随着传播介质的完整性系数Kv 值减小而增大 ,优势频率值随完整性系数Kv 值减小而增加 ,而峰值质点振速及衰减阻尼比与完整性系数Kv 值之间的规律性不强     

爆破条件对爆破震动信号分析中小波包时频特征的影响

非平稳信号的小波包分析是在小波变换基础上发展起来的 ,它对小波分析中没有细分的高频部分进一步分解 ,从而能够对信号局部信息进行更为精细的掌握。爆破条件是影响爆破震动时频特征分布的主要因素之一。本研究中 ,针对在不同段药量、不同微差间隔时间及近似相同的其它条件下产生的爆破震动信号 ,运用小波包分析方法对其进行了时频分析 ,主要探讨了段药量、段微差间隔时间对爆破震动时频分布的影响规律。段药量对爆破震动波形时频特征的影响主要体现在各层小波包主振频带内的细节信号峰值质点振速方面 ,各细节信号的峰值质点振速随段药量增加而增大 ,但主振频带分布保持基本的一致性 ,同一主振频带下小波包细节信号的阻尼比也趋于一致 ;段微差时间间隔对爆破震动时频特征的影响主要表现在 :延长各主振频带小波包细节信号的振动持时 ,不同微差单段波形的叠加增加了主振频带个数 (优势频率个数 )并使各频带内的优势频率值有微弱增大的趋势     

布药结构与爆破震动之关系的试验研究

爆破震动对建(构)筑物的影响和危害较大。通过硐室爆破模拟试验,对不同布药结构产生的爆破震动强度进行了对比。业已发现,单或双条形药包产生的质点峰值振速均小于单或双集中药包的质点峰值振速;同时发现,质点峰值振速随单响药量的增加而增大,而振动频率随单响药量的增加而减小。本文对试验中发现的这些现象从理论上给出了解释。     

布药结构与爆破震动之关系的试验研究

爆破震动对建(构)筑物的影响和危害较大。通过硐室爆破模拟试验,对不同布药结构产生的爆破震动强度进行了对比。业已发现,单或双条形药包产生的质点峰值振速均小于单或双集中药包的质点峰值振速;同时发现,质点峰值振速随单响药量的增加而增大,而振动频率随单响药量的增加而减小。本文对试验中发现的这些现象从理论上给出了解释。     

连拱隧道中导洞不同起爆位置振动效应研究

为研究隧道掘进爆破炮孔不同起爆位置振动效应,在连拱隧道中导洞开挖过程中开展相关试验研究,并基于CEEMDAN-小波包对监测到的爆破振动信号进行降噪处理。研究表明：1)采用CEEMDAN-小波包法对爆破振动信号进行去噪,重构,能有效保留爆破振动信号真实信息;2)炮孔不同起爆位置质点峰值振速,反向起爆>中间起爆>正向起爆;振动频率大小范围,正向起爆>反向起爆>中间起爆,其中正向起爆的频率分布更广,且具有多个峰值,有利于能量朝高频转移;3)对重构后的爆破振动信号进行Hilbert变换,发现隧道掏槽段爆破瞬时能量关系为：反向起爆>中间起爆>正向起爆;随着雷管段别的增加,反向起爆和正向起爆波形较宽、质点峰值振速较大,中间起爆振动波形较窄、质点峰值振速较小;4)对比分析炮孔不同起爆位置破岩块度,反向起爆更为均匀,效果最佳。     

地铁隧道爆破振动测试及时频特征分析

为确保某市地铁隧道安全、高效地爆破开挖,采用网络测振仪测试了隧道掘进爆破时周边建(构)筑物的爆破振速。基于频率切片小波变换开展时频特征分析,首先得到了测振信号的全频带时频分布特征,进而通过5个主成分频率切片区间更进一步精确提取了爆破振动信号时域、频域分布特征,并得到了相应频带内的爆破振动重构分量。实测数据时频特征分析表明,频率切片小波变换具备独特的信号分析优势,适用于地铁爆破振动信号时频特征提取;此次地铁隧道钻爆法开挖产生的质点峰值振速在0.07～0.85 cm/s之间,主频在13.3～68.9 Hz之间,爆破振速处于《爆破安全规程》规定的安全阈值范围内,爆破方案基本合理。     

岩体结构面对爆破地震波传播规律影响分析

为探索岩体结构面对爆破振动速度峰值、主频和信号中的能量分布等的影响,在钻沟石灰石露天矿爆破生产现场进行爆破振动测试。分别采用小波包分析和ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对结构面影响下的爆破振动信号和爆破振动传播规律进行分析研究。小波包分析结果表明,当地震波穿过结构面时,爆破振动频率介于0~15.6 Hz之间的能量占爆破地震波能量比例随之增加,增幅达63.1%,而振动频率介于15.7~31.3 Hz之间的能量比例随之降低,降幅达56.9%。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;而穿过结构面时,振速峰值衰减明显,其平均减震率为40.66%。此外,地震波在坡体内受高程和结构面双重作用,导致其放大系数呈先增大后减小的趋势。     

累积效应下初支混凝土爆破损伤规律研究

为研究初支混凝土在循环爆破荷载作用下爆破损伤的累积效应,通过引入等效距离和等效药量的概念,代替爆心距和最大段药量对萨道夫斯基经验公式拟合得到质点峰值振速的衰减公式,根据爆破损伤经典公式,推导了爆破损伤增量公式。通过分析质点峰值振速和损伤增量随爆破次数和等效距离变化的关系,得到了初支混凝土在循环爆破荷载作用下的爆破累积损伤规律。研究结果表明:累积损伤随爆破次数增加而增大,但损伤增量却逐渐减小,两者变化皆呈现出非线性关系;临近爆源的几组测点在经过循环爆破后初支混凝土的累积损伤已达到损伤界限;损伤增量随等效距离变化的关系与质点峰值振速衰减规律具有相似性,且两者具有较高线性相关性。     

累积效应下初支混凝土爆破损伤规律研究

为研究初支混凝土在循环爆破荷载作用下爆破损伤的累积效应,通过引入等效距离和等效药量的概念,代替爆心距和最大段药量对萨道夫斯基经验公式拟合得到质点峰值振速的衰减公式,根据爆破损伤经典公式,推导了爆破损伤增量公式。通过分析质点峰值振速和损伤增量随爆破次数和等效距离变化的关系,得到了初支混凝土在循环爆破荷载作用下的爆破累积损伤规律。研究结果表明:累积损伤随爆破次数增加而增大,但损伤增量却逐渐减小,两者变化皆呈现出非线性关系;临近爆源的几组测点在经过循环爆破后初支混凝土的累积损伤已达到损伤界限;损伤增量随等效距离变化的关系与质点峰值振速衰减规律具有相似性,且两者具有较高线性相关性。     

浅地表双源微差爆破地面振动的试验研究

针对浅地表双源微差爆破问题提出了一种实验研究方法。对地面垂直方向上的振动速度进行了测试 ,给出了微差延迟时间为 2 0、40、6 0和 80ms时距离爆破中心 10、2 0和 40m处的测试结果 ,并进行了相应的理论分析 ,得到了地面垂直方向振动速度和功率谱的分布规律。研究结果表明 ,用微差的方法降低地面振动强度存在着最佳值。     

立井直眼微差爆破模型试验振动测试与分析

为降低立井爆破施工的振动效应,以立井爆破中两圈直眼为原型,实施三种不同起爆延期的直眼微差爆破模型试验,并用UBOX-5016型爆破振动智能监测仪测试混凝土模型的爆破振动效应。实测爆破振动波表明,微差爆破可减少单段起爆药量、明显降低爆破振动效应;起爆延期25 ms时I段、Ⅱ段爆破振动波形彼此叠加,测点形成干扰降振效应,爆破峰值振动速度较小;起爆延期为50 ms时I段、Ⅲ段爆破振动波形彼此独立,峰值振动速度由单段起爆药量决定。竖向爆破振动波形频谱分析表明,微差爆破振动幅值明显低于齐发爆破,且波形复杂。微差爆破能显著降低爆破振动效应,主振频率较高。     

双孔微差及长柱药包爆破振动数值模拟研究

为进一步讨论双孔微差爆破及柱状药包爆破振动新特性,通过在空腔内壁施加等效爆源荷载方法,建立药包爆破振动LS-dyna数值模拟模型,分别对双孔微差爆破和长柱状药包爆破振动进行分析。通过控制加载时间模拟不同延时间隔下的微差爆破过程,同时建立不同长度的加载组元来表示柱状装药的药包长度,进而研究药包长度对爆破振动的影响。数值模拟结果与相应的理论计算结果具有较好的一致性。结果表明:微差爆破质点峰值速度与距离整体呈现负相关,但在衰减过程中出现局部的增大现象,增大的幅值和区间与延时间隔有关,间隔时间越长,局部放大效应距离爆源越远,放大幅值越小。对长柱药包的模拟结果则表明:对于介质中某一点,当药包长度达到特定值后,质点峰值速度将不随着药包长度的增长而增大,这表明传统的通过药量来衡量爆破振动幅值的计算方法具有一定局限性。这些成果对爆破振动预测及爆破施工设计具有一定指导意义。     

基于精确延时的基坑开挖爆破振动控制研究

为了控制精确延时爆破时的爆破振动,基于弹性本波理论给出了合理的毫秒延时间隔时间计算公式,并结合基坑开挖工程,对现场实测信号进行分析。结果表明：孔内毫秒延时间隔为4 ms和孔间毫秒延时间隔为12 ms时的瞬时能量较小,利于爆破振动控制。短毫秒延时间隔能够实现爆破地震波能量大幅减小,并能优化爆破振动能量分布范围,趋向于高频方向发展。     

微差爆破的波形叠加作用分析

在分析纵波、横波和面波传播速度差异的基础上,进行均质介质中的单孔爆破振动测试,研究爆破地震波时程曲线上纵波、横波和面波因初至时刻随传播距离的增加而不同所具有的分离特性;再进行深孔台阶微差爆破振动效应试验,分析微差爆破地震波的段间叠加特性.结果表明,微差爆破相邻段别的地震波形随传播距离的增加而相互接近、叠加,从而提出确定微差爆破合理间隔时间应考虑距离因素的观点.     

微差间隔时间、药量分布及测距对爆破震动的影响

本文从爆破震动影响因素入手,介绍了点爆源爆破震动的特点,分析了微差间隔时间、测点距爆区距离、药量分布等爆破参数对爆破震动的影响,用实测爆破震动波形论证了多段微差爆破时,爆破震动强度由微差间隔时间、测点距爆区距离、各段药量分布等爆破参数联合作用决定。当这三种参数达到最佳"匹配"时,就能达到最佳降震效果。     

建筑物附近大量石方爆破振动监测及控制

在石料开采工程中,应用深孔毫秒微差爆破技术,减少爆破振动危害,取得了良好的爆破效果。该文根据水泥厂附近大量石方爆破振动监测,介绍了对爆破振动监测的方法,同时介绍了如何控制爆破振动对建筑物的影响。     

隧道开挖爆破对临近既有建筑安全影响分析

以省道205线老龙山隧道为工程背景,在考虑围岩产状影响的条件下利用萨道夫斯基爆破经验公式对老龙山隧道附近既有建筑的爆破影响进行了分析研究.采用最小二乘法对48组现场监测数据进行回归分析,分别得出了爆破振动传播方向与地层产状方向垂直时和平行时的萨道夫斯基爆破经验系数K、α,并以此绘制出两种情况下的爆破振速与距离关系曲线....     

路基边坡逐孔微差爆破对邻近桥梁的影响

为控制山区路基爆破对邻近既有桥梁的危害效应,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立路基边坡-炸药-桥梁三维有限元模型,结合爆破振动实测数据,进行路基边坡爆破振动载荷作用下邻近既有桥梁的振动响应规律分析。通过控制变量法对比分析发现,逐孔起爆微差时间对邻近既有桥梁的爆破振动响应具有非单调性影响规律。研究表明:本工程案例中雷管逐孔起爆延期时间0- 5 ms区间内,可使邻近既有桥梁振速响应取到极小值;桥梁墩柱的振速响应与爆心距离成反比,但桥梁梁体中靠近墩柱处的振速响应则并非随着爆源距离的增加而递减,而是出现一定幅度的上升,爆破安全校核时应充分重视。     

岩石介质中双孔爆破效应的数值模拟研究

基于动力分析软件LS-DYNA及Langrange-Euler耦合算法,数值模拟研究了双炮孔同时起爆和微差起爆(微差时间分别为0.05 ms、0.1 ms、0.3 ms和5 ms)时爆炸冲击波在岩石介质中的传播规律和爆破对炮孔周围岩体振动效应的影响。研究表明:双炮孔同时起爆初期,损伤破碎区的扩展类似于单孔爆破;当爆炸冲击波相互叠加后,两炮孔中间纵向单元和药柱内外两侧横向近区单元的压力和等效应力随爆心距的增大而减小,而自由面上单元呈现出先增后减的变化趋势,且在距药柱10 cm外出现内侧单元的压力和应力值均高于外侧;微差起爆可缓解爆破振动和改善爆破效果,以同时起爆药柱完全引爆所需时间0.3 ms为例,当微差小于0.3 ms时,随着微差时间的延长,微差起爆对周围岩体单元的压力和等效应力峰值的降低幅度越大,同时缓解岩体纵向爆破隆起和z方向的振动效应也越明显,但超过0.3 ms后则微差起爆的改善效果受到一定限制。