爆破振动理论与测控技术

1 爆破振动的产生与传播

1．1 爆破地震波与波动方程

1．2 爆破地震波的传播特性

2 爆破地震效应分析

2．1 天然地震及爆破地震的特征

2．2 爆破振动信号分析

2．3 爆破振动传播特性分析

3 爆破地震预报

3．1 常规统计预报方法

3．2 单孔叠加仿真预报方法

3．3 新型爆破振动预报方法应用实例

3．4 小结

4 爆破振动测试与分析

4．1 爆破振动的测试方法

4．2 爆破振动的测量仪器选择

4．3 爆破振动测量仪器的标定

4．4 传感器的同定安装

4．5 爆破振动的测量记录

4．6 误差分析和经验公式的建立

5 各类爆破工程的振动特征分析

5．1 洞室爆破或大规模深孔爆破

5．2 深孔爆破

5．3 浅孔爆破

5．4 冻土爆破振动效应的特点

5．5 软土中爆破振动效应的特点

5．6 隧道爆破

5．7 拆除爆破

6 爆破振动控制技术

6．1 爆破振动常规控制技术

6．2 应用数码电子雷管实现干扰降振技术

7 爆破振动安全标准探讨

7．1 爆破振动对人体的影响

7．2 爆破振动对建(构)筑物结构的影响

7．3 爆破振动对地下隧道的稳定性影响

7．4 爆破振动对基岩和边坡的影响

7．5 爆破对水生物的影响

7．6 爆破振动对新浇混凝土影响的安全判据标准

7．7 核电工程中的爆破振动安全判据

7．8 铁路工程中的爆破振动安全标准

7．9 爆破振动破坏标准的判据研究

7．10 我国及部分国家制定的爆破振动安全允许标准

参考文献2100433B

《 爆破振动理论与测控技术》总结了大量爆破振动测试成果，基于爆破科研和工程实践，系统地论述了爆破地震波的产生、传播规律及其特征；提出了基于单孔爆破地震波的叠加仿真预报的新方法；全面论述了爆破振动测试和分析的最新技术成果；解析了各类工程爆破的振动特征和测控技术；论述了应用数码电子雷管实现干扰降振的原理和实践；对爆破振动安全标准的修订提出了以人为本的理念。

在现代施工中，爆破施工技术广泛应用于高铁隧道建设、公路及高速公路隧道建设、建筑物拆除、矿山开采等。由于施工环境工况复杂（包括施工现场地质、爆破施工技术、周边环境等），因此在爆破施工过程中风险较大、难度较高。

很多爆破工程常常会在进行爆破作业时为了能客观地说明爆破振动、空气冲击波、水激波和噪音对周边环境及人们工作、生活的影响，对被保护目标由于爆破引起的振动、空气冲击波和噪音进行实时监测就显得尤其重要。通过对隧道爆破振动进行监测，一是可以了解和掌握爆破地震波的特征、传播规律以及对周边环境的影响、破坏机理等；二是根据测试结果可及时调整爆破参数和施工方法，制定防震措施，指导爆破安全作业，避免或减少爆破振动的危害作用。[1]

爆破振动智能监测仪除了具备传统的振动传感器所具备的隧道爆破振动数据采集、A/D转化功能（部分振动传感器具有数据存储的功能），还应该具备能够独立完成数据分析、存储、无线传输的功能（无需再配分析仪、测振仪），并具备集成化高、体积小、更便携、可靠性强适应各种恶劣隧道施工环境等优点，由于在爆破施工现场需要对多个监测点进行同步爆破振动监测，因此爆破振动监测智能传感器还应具备智能组网、同步测量的功能。爆破振动智能监测仪运用物联网、无线4G/5G通信、智能云、嵌入式软件技术等新技术，从而使其智能化的优势体现，这是与传统的隧道爆破振动监测传感器、振动检测仪不同的。因此，爆破振动智能监测仪在高铁隧道建设、公路及高速公路隧道建设、、建筑物拆除、矿山开采等领域的爆破生产作业和试验现场中使用。

通过使用爆破振动智能监测仪对爆破施工现场多个监测点位振动参数（三向速度、加速度）的同步实时监测，实时采集各监测点位相关振动数据，反映爆破施工产生的振动对周边的影响。运用其高度集成化、一体化、智能化等特点保障爆破施工过程中的生产效率、生产资料、生产安全，降低生产风险。

1绪论

1.1爆破地震波特性与振动信号分析技术的研究现状

1.1.1爆破地震波特性研究

1.1.2爆破振动信号分析技术

1.2爆破振动对建(构)筑物的破坏机理

1.2.1建(构)筑物的地震破坏影响因素

1.2.2地震对建(构)筑物破坏机理的研究与进展

1.2.3基于能量概念的建(构)筑物爆破振动破坏机理

1.3爆破振动安全判据与危害控制

2爆破地震波特性研究

2.1爆破地震波的分类

2.2地震波传播速度

2.3爆破地震波传播的特性

2.3.1地震波的特征

2.3.2地震波传播的方式

2.3.3波的衰减与吸收

2.3.4黏弹性介质的力学模型

2.4爆破地震波与自然地震波

2.5小结

3爆破地震信号的HHT分析法

3.1HHT分析法

3.1.1经验模态分解(EMD)原理与算法

3.i.2Hilbert变换与Hilbert谱

3.1.3HHT法的优越性

3.2HHT法的仿真实例

3.3基于HHT的爆破振动信号分析

3.4HHT法研究的有关问题

3.4.1分解方法

3.4.2信号的物理解释

3.4.3端点效应

3.4.4信号长度的选取

3.5HHT法的完备性与正交性

3.5.1完备性的验证

3.5.2正交性

3.6小结

4爆破振动信号小波分析与HIlT变换比较

4.1爆破振动信号时频分析

4.1.1傅里叶变换

4.1.2短时傅里叶变换

4.1.3小波变换

4.1.4HHT变换

4.2爆破振动信号的小波分析与HHT变换

4.2.1信号的分解过程及信息重构

4.2.2信号的频谱分析

4.2.3信号突变检测

4.2.4信号的分辨率对比

4.2.5消噪与滤波

4.3小结

5硐室大爆破振动特征分析

5.1爆破振动监测系统

5.2爆破振动信号分析

5.2.1工程背景

5.2.2大爆破振动监测

5.2.3基于HHT方法的振动特征分析

5.3小结

6建(构)筑物受振破坏机理

6.1建(构)筑物受爆破振动破坏的形式和因素

6.2能量破坏机理

6.2.1能量反应方程

6.2.2瞬时输入能量

6.2.3瞬时输入能量的计算

6.3爆破振动特性对建(构)筑物破坏的影响

6.3.1爆破振动三要素对建(构)筑物破坏的影响

6.3.2地基场地特性对建(构)筑物作用的分析

6.3.3爆破地震累积作用

6.3.4建(构)筑物本身特性的影响

6.4小结

7爆破振动安全评估

7.1爆破振动统一安全判据

7.1.1能量判别原理

7.1.2瞬时输入能量的等效速度

7.1.3爆破振动EVE判别法的计算过程

7.1.4有关系数的选取

7.2工程实例分析

7.2.1分析一

7.2.2分析二

7.3基于能量破坏机理的爆破振动危害控制

7.4小结

参考文献2100433B