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1、爆破振动信号的监测、分析与模拟探讨第59卷第3期有色金属(矿山部分)2007年5月爆破振动信号的监测,分析与模拟探讨张光雄杨军(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室)摘要:以爆破振动信号的监测,分析处理及模拟为出发点,介绍了爆破振动效应研究中的仪器监测系统,信号处理技术以及与之相关的数值模拟的应用与发展.结合实践经验,并针对当前研究中存在的实际问题及其发展趋势,提出了自己的一些肤浅看法.关键词:爆破振动信号处理振动模拟中图分类号:TD235文献标识码:A文章编号:1671—4172(2007)o3—0027—04Monitoring,Pr
2、ocessingandSimulationofBlastVibrationSignalsZhangGuangxiongYangJun(StateKeyLaboratoryofExplosionScienceandTechnologyofBeijingInstituteofTechnology)Abstract:Basedonmonitoring,processingandsimulatingofblastvibrationsignals,thearticleintroducedtheappli—cationanddevelopmentofin
3、struments,signalprocessingandmumericalsimulationinthefieldofblastvibrationre—search.Combinedwithpersonalpracticeandaimedatproblemsanddevelopmenttrendofthepresentresearchfield,au—chorsputforwardtheirsomeviews.Keywords:blastvibration;signalprocessing;vibrationsimulation1引言更加便
4、捷的手段.随着爆破技术的广泛应用,人们越来越关注爆破对周围环境和建筑物的影响,特别对爆破振动引起的危害十分重视.很多工程爆破的纠纷都与爆破振动有关,建筑物裂缝,门窗振响,边坡滑塌以及人畜震惊等的投诉都会涉及到爆破施工方面.所以对爆破振动的研究一直是人们所关注的重要课题.为此,人们从理论,测试仪器,测试方法,分析方法,数值模拟及振动破坏标准等方面进行了广泛的研究.在爆破振动的观测方面,随着电子测试技术的发展,测振仪器更加轻便,灵活,操作简单,测试数据精确可靠;在爆破振动信号的分析上,由于计算机技术的应用,更是将数据处理软件向前推进了一大步,将测
5、试数据的精确分析提高到了更高水平,已经提出多种方法,如傅立叶分析法,小波分析法以及Hilbert—Huang变换方法等为工程技术人员处理测试数据提供了很大的便利;在信号模拟方面,不论有限元,有限差分法等数值模拟还是人工模拟信号等都已经可以用来模拟爆破振动,为研究爆破地震效应提供了国家自然科学基金资助项目(50474060)张光雄博士北京1000812爆破振动信号的监测实践表明,爆破振动信号测试的准确程度受很多因素的影响,主要的来自于测试系统,另一方面则与测试的方法有关.目前爆破振动测试所用仪器类型很多,随着计算机技术的发展,数字式记录仪越来越
6、多,有国产的也有进口的,一般将放大器直接置于机体内,省去了连接电缆,使用方便,可靠.传感器种类也很多,其选型和安装目前尚无统一的规定和要求.由于上述原因,振动监测数据的分析软件也各不相同,所以很多振动测试并没有规范,甚至有些测试数据可信度较低,在此对有代表性的爆破振动测试仪器及传感器作简要介绍.2.1爆破振动记录仪(1)MINI—SEISII型小型数字式爆破地震仪.是美国怀特地震工业公司生产的国际上先进的便携式爆破地震仪…,性能很好,无须使用交流电,具有1个声通道和3个爆破振动信号通道.爆破结束后数秒就可读出爆破冲击波噪声以及3个向量的速度分
7、量及矢量和它们的主频率.最多可存储341个记录,且每个记录均包含了垂向,径向,切向3个方向有色金属(矿山部分)第59卷的振动速度和声波记录.最大采样频率2048Hz,并可根据地震波的大小选择3个量程:64mm/s,127mm/s,254mm/s.触发值范围0.254～57.9mm/s.该仪器能探测到的最低速度值0.03mm/s.(2)DSVM系列爆破振动测试仪.该系统是由北京矿冶研究总院研制推出的振动测试仪.自开发研制到现在已经历了4代产品,性能得到不断完善.现以DSVM一4C型振动测试仪为例,介绍其特点.仪器采用以高速微处理器为控制核心的4
8、通道振动测试(3个通道测振,1个通道测声级或振动);具有RS232标准串行接口,可与PC机数据通讯;12倍高速A/D转换器,精度为8倍A/D仪器的16倍;可分区存储
