爆破微差延时的EMD识别法

EMD（Empirical Mode Decomposition）方法是基于信号的局部特征的信号分解方法。能把复杂的信号分解为有限的具有物理意义的固有模态函数（Intrinsic Mode Function）。它自适应性强且非常适合处理非平稳信号。文章提出了爆破微差延时的EMD识别法,并以某工程中的微差爆破监测到的爆破振动信号为例。利用EMD法将爆破振动信号分解成IMF分量,再通过Himen变换提取IMF主成分分量的包络幅值来达到识别实际微差延时的目的。     

基于小波变换的时-能密度法优选微差延期时间

在微差爆破工程中,能否顺利实施微差爆破的关键在于确定合理的微差延期时间。首先,利用基于小波分析的时-能密度法,通过从实测爆破震动信号中识别出各段雷管实际的起爆时刻点,得到了爆破中所用雷管的实际延期时间。其次,利用信号时-频转换技术,从实测微差爆破震动信号中分离出各分段震波。最后,通过比较各分段震波在不同延期时间下的叠加效果,可以得到微差爆破的较优延期时间。以某地下工程爆破震动信号进行分析为例,对本方法的有效性作了检验。该方法具有较高的理论和应用价值,为系统开展爆破震动危害控制和预测研究奠定了理论和技术基础。     

基于输入能量的爆破震动安全评价方法研究

结构的受震破坏不仅与震动强度有关,而且与震动频率、震动持续时间等因素有关,独立阈值理论的安全评价指标可能会与实际震害情况不符,从能量角度建立爆破震动安全评价指标具有重要意义。提出基于HHT的瞬时能量分析法,首先采用经验模态分解提取爆破震动信号的固有模态函数分量IMF,再对IMF作Hilbert变换计算信号的总输入能量TIE,以TIE作为爆破震动安全评价指标。TIE值在反映现有规程的峰值震动速度指标总体规律的基础上,能够对主频、持续时间因素进行更明确、简洁的定量化描述,具有一定的特色和优势。结合杭州市钱塘江引水工程浅埋段的爆破震动实测资料,验证本文方法的可行性,根据实例计算和爆破震害调查,初步认为当TIE≥1时,爆破震动将对砖混结构造成危害。     

改进Hilbert-Huang变换的滚动轴承故障诊断

以自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)为基础,提出了一种改进的Hilbert-Huang变换(HHT)时频分析法。对滚动轴承振动信号进行CEEMDAN获得一组本征模态函数(IMF)。通过自动提取敏感IMF算法,筛选特征敏感IMF分量,计算特征敏感IMF分量的Hilbert包络谱和HHT二维时频谱,提取故障特征频率信息。研究结果表明:CEEMDAN算法有效降低了模态混叠,比经验模态分解(EMD)算法和集合经验模态分解(EEMD)算法具有优越性。将改进的HHT与自动提取敏感IMF算法相结合,可以有效分解信号的特征信息,筛选出含有故障特征信息的敏感IMF,剔除背景噪声和无故障IMF的干扰,有效提取轴承振动的故障特征频率,诊断出轴承故障的发生部位。     

基于小波变换的微差爆破震动信号分离法

采用震波叠加模拟法确定合理的微差延期时间,关键在于能否获取组成实测微差爆破震波的分段震波。基于小波变换的微差爆破震动信号分离法能较好地解决上述问题。首先,利用基于小波分析的时-能密度法,通过从实测爆破震动信号中识别出各段雷管实际的起爆时刻点,得到了爆破中所用雷管的实际延期时间。其次,利用信号时一频转换技术。从实测微差爆破震动信号中分离出各分段震波。最后,通过比较各分段震波在不同延期时间下的叠加效果,可以得到微差爆破的较优微差延期时间。以某地下工程爆破震动信号进行分析为例,对本方法的有效性作了检验。     

基于小波变换的时-能分布确定微差爆破的实际延迟时间

在微差爆破工程中，由于所使用的普通延期雷管存在延期误差，设计或选择的延期微差时间往往与实际的有较大出入，影响了微差爆破的效果。确定微差爆破的实际微差延迟时间对优化微差爆破效果、降低爆破地震效应具有重要意义。基于小波变换的时-能密度法具有突出被分析信号能量突变的特点，通过分析监测到的爆破振动信号不同频带的能量随时间的分布情况，能有效地识别出微差爆破中各段雷管的起爆时刻，进而可以确定爆破中所用雷管的实际延期时间，较好地解决上述问题。以某地下工程的微差爆破振动信号进行时-能密度分析为例，对本方法的有效性作了检验。本方法亦可用于分析爆破振动信号在传播过程中能量随时间的衰减规律，对综合研究爆破机理和爆破地震波有指导意义。     

基于HHT和RBF神经网络的串联故障电弧识别

针对串联故障电弧的识别,提出一种基于HHT(Hilbert-Huang transform,希尔伯特-黄变换)和RBF(radial basis function,径向基函数)神经网络相结合的识别方法。通过对不同负载下正常电流和故障电流信号的EMD分解,得到一系列的IMF分量;提取相关IMF分量的能量熵作为RBF神经网络输入的特征向量,训练RBF神经网络。实验数据分析表明,经过训练的神经网络能够有效地识别串联故障电弧。     

基于EMD_SVD的矿山微震与爆破信号特征提取及分类方法

针对矿山微震与爆破信号难以识别的问题,提出了基于经验模态分解(EMD)和奇异值分解(SVD)的矿山信号特征提取及分类方法。首先对微震与爆破信号进行EMD分解,再借助相关系数和方差贡献率筛选得到主要本征模态分量为IMF1~IMF6,进而利用SVD计算主要本征模态分量构成矩阵的奇异值σ_i(i=1,2,...,6),最后应用支持向量机(SVM)对用沙坝矿微震与爆破信号进行分类。结果表明:微震与爆破信号的奇异值σ_1,σ_2和σ_3差异较大,且σ_1(28)7.5作为识别分界值时准确率达到了88.25%;SVM法识别效果优于BP神经网络法、Bayes法和单一奇异值分界值法,且SVM法准确率达到了93.0%。由此,该方法可为矿山微震与爆破信号特征提取和分类提供一种新方法。     

希尔伯特—黄变换谱与傅立叶谱的比较分析

介绍了希尔伯特—黄变换的基本原理,以具体模拟信号为例,讨论了FFT与HHT在信号处理中的差别,比较了算例信号的FFT谱图和HHT谱图,阐述了Hilbert谱图的各种含义,以便更有效地运用HHT方法对实际工程中的信号进行分析与处理。     

隧道爆破施工合理毫秒延期时间的数值研究

毫秒延期爆破作为降低爆破震动效应的主要措施,已广泛应用于实际工程。但毫秒延期间隔时间多以经验或现场爆破试验给出,数值模拟方面所做研究较少。基于ANSYS/LS-DANY有限元软件的动力分析功能,建立了隧道三维爆破模型。简要分析了最大段药量对爆破震动效应的控制作用,在此基础上首次定量研究了不同的毫秒延期时间对隧道衬砌动力响应的影响;并结合质点震动速度安全判据,给出了合理的毫秒延期爆破时间。本文定量研究毫秒延期爆破间隔时间的方法及所采用的模型,可结合不同隧道的具体爆破条件修正后推广应用。     

定制雷管微差时间实测与识别法在城市隧道爆破设计中的应用

 微差爆破间隔时间的确定,对高安全性振速指标下的城市复杂环境隧道爆破设计具有重要作用。以重庆渝中连接隧道爆破工程为背景,在采用多段定制非电雷管条件下,研究根据实测雷管延迟时间进行精确爆破设计的方法,用非电雷管实现逐孔掏槽爆破以满足严苛低振速控制要求。比较了Hilbert-Huang变换理论中用于雷管延迟识别的瞬时能量法与EMD识别法的识别能力,发现EMD识别法识别率为70%～90%,比瞬时能量法高约30%。EMD识别法辨别的延迟时间证明实际爆破微差间隔在样本精度范围之内。为准确控制爆破振动,以识别雷管实际延迟时间和振动波形图为依据调整了爆破参数。现场振动监测数据表明：采用多段位定制非电雷管缓解了雷管段别不足的矛盾,根据实测结合EMD识别法识别获得雷管延迟特性进行爆破设计对于严苛振速控制是可行的,在全程爆破振速不超0.8 cm/s条件下进尺1.8 m,通过2次爆破完成上台阶掘进。这一方法对今后城市密集建筑群下浅埋隧道爆破安全施工具有一定的参考价值。     

楔形掏槽微差爆破模型试验与分析

针对煤矿硬岩巷道掘进掏槽效果差、炮眼利用率低的难题,采用混凝土作为相似材料进行不同掏槽方式的模型试验研究。从掏槽体积、炮眼利用率、破碎块度等方面分析不同掏槽方式的爆破效果。采用楔形微差掏槽,中间炮眼比掏槽眼深200 mm,装1～2支药卷,其余长度用水炮泥和炮泥封堵,起爆雷管为2段。试验结果表明,中间炮眼增加自由面,有利于克服岩石的夹制作用,保证在掏槽眼先爆的基础上,把掏槽的残岩进一步抛出;微差爆破延长爆轰气体在炮眼内的作用时间,爆破的块度小,分布均匀,从而提高炮眼利用率和掏槽体积。     

人工挖孔桩爆破施工技术

结合具体工程实例,介绍了人工挖孔桩爆破开挖方案,重点论述了爆破参数的设计,探讨了瞎炮的检查和处理,得出了对于人工挖孔桩等临空面小的爆破工程,采用非电毫秒雷管实现微差爆破效果非常好的结论。     

桥梁基础开挖的数值分析与应用研究

基于动力有限元程序和工程实践,分析了桥梁扩大基础深孔微差爆破问题,探讨了沟槽内岩块的运动规律,以及深孔微差爆破的作用效果。结果表明,数值分析与工程实践的有机结合,能比较客观地反映爆破破岩的动态过程,并为爆破设计和参数优化提供理论依据。