爆破振动频率特性的测试与研究

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1、爆破振动频率特性的测试与研究X112郭学彬　肖正学　张继春(11西南科技大学环境工程学院·绵阳621002;21西南交通大学土木工程学院·成都610031)　　摘　要　爆破地震波是非周期性的瞬态波形,含有丰富的谐波频率。爆破振动的破坏作用不仅与振动强度有关,而且与频率特性有关。利用主频率和主频带作为特征参数,研究爆破振动频率特性,更全面地反映了爆破振动频率的规律。关键词　爆炸力学　频谱分析　谐波频率　主频率　主频带中图分类号　TD23511文献标识码　B文章编号　1004-4051(2004)09-0068-04TESTINGAND

2、STUDYOFFREQUENCYSPECIFICPROPERTYOFBLASTINGVIBRATION123GuoXuebinXiaoZhengxueZhangJichun(1.CollegeofEnvironmentalEngineering,SouthwestUniversityofScienceandTechnology·Mianyang621002;2.SchoolofCivilEngineering,SouthwestJiaotongUniversity·Chengdu610031)Abstract:Blastingvib

3、rationwavearenon2periodicalwave,andhaveabundantresonancefrequency.Thefracturingactionofblastingvibrationisnotonlyrelatedbyvibrationintensity,butalsofrequencyspecificproperty.Itmorecomprehensivelymanifestthelawofblastingvibrationfrequency,thatstudyfrequencyspecificprope

4、rtyofblastingvibrationusingmainfrequencyandmainfrequencybandasthespecificparameters.Keywords:Mechanicsexplosion,Frequencyanalysis,Resonancefrequency,Mainfrequency,Mainfrequencyband1　前　言的频率特性,对于降低爆破振动效应,减少爆破振爆破振动波是非周期性的瞬态波形,含有丰富动测试误差,指导爆破设计均具有重要意义。的谐波频率,具有一定的频带宽度。爆破振动波的

5、2　爆破振动频率特性的分析方法频率特性受爆破药量、爆破方法、地形、地质等条211　根据时域波形计算爆破振动波主震相频率件的影响。分析爆破振动波的频率特性,一方面是这是最早的爆破振动频率的分析方法。爆破振因为爆破振动效应与地震波的频率特性有关,当建动频率比较复杂,不是单一的简谐波。爆破振动测筑物的固有频率与爆破振动波的主频率相等或接近试记录的是时域波形,可分为初震相、主震相和余时,较小的爆破振动也会产生较强的爆破振动效震相,如图1所示。在时域波形图上,根据主震相应,从而造成建(构)筑物的破坏;另一方面,不的周期,用直观分析法可计算出爆

6、破振动波主频〔2〕同的爆破振动测试系统有不同的频率响应特性,只率。量取最大振幅相邻两个峰或两个谷之间的有根据爆破振动波的频率特性,合理选用爆破振动时间T(即周期),其倒数即为主震相的频率,f=测试系统,才能减少测试误差。因此,探索爆破振1/T。人们认为此频率即为该振动波形中占优势的动波的频率分析方法,研究不同条件下的爆破振动频率,即主频率。X3四川省教育厅资助项目(编号:2002002007)68中国矿业2004年第13卷第9期破坏情况。由于爆破振动波受爆源、爆破方法、地质、地形等多种因素的影响,所以爆破振动波的频域波形是多种多样的

7、。对于有若能量较大频率,只取其一(即主频)而舍其余,显然是不合理的。因此,根据频域波形的特点,采用主频率和主频带结合的方图1　爆破振动波的时域波形法,综合分析爆破振动波的频谱特性,更全面地反映了爆破振动的频率特性。212　采用频谱分析方法求爆破振动波主频率由振动理论分析可知:复杂的振动信号是由不同频率的谐波分量叠加而成的。其中有一个或几个谐振频率是主要的频率成分,相应的频率称为主频率。所谓频谱分析法是指在频率域内对振动信号进行的分析方法。利用频谱分析的方法,可得到爆破振动的频域波形图,包括幅值谱、功率谱、相位谱和各种谱密度等。对于爆

8、破振动,则主要研究频率谱或功率谱,从频域波形图中可获取主频率———能量最大的谐波分量的频率。早期付里叶积分的频谱分析计算由人工进行,工作量大,精度差。随着计算机技术的发展,目前的频谱分析已广泛采用快速付里叶变换(FFT)的计算机处理方