梯段爆破过渡区岩体损伤的量化研究.pdf

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1、220西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechno1ogy(2O14)Vo1．30No．2文章编号：1006—4710(2014)02—0220～05梯段爆破过渡区岩体损伤的量化研究闫建文，徐传召(1．~N．32；k学土木建筑工程学院，陕西西安710048；2．机械工业勘察设计研究院，陕西西安710043)摘要：根据梯段爆破过渡区岩体的爆破破坏特性，监测和收集工程爆破过渡区振动信号，运用Hilbert—Huang变换(HHT)方法对过渡区爆破振动信号进行分析，量化振动信号在频域上的

2、能量分布，结合BP神经网络建立梯段爆破过渡区岩体损伤的量化模型，实现梯段爆破过渡区岩体损伤的量化分析。关键词：梯段爆破；振动；Hilbert—Huang变换；神经网络中图分类号：TU311文献标志码：AAquantitativestudyonthedamageofrockmassinthetransitionzoneduringbenchblastingYANJianwen，XUChuanzhao。(1．FacultyofCivilEngineeringandArchitecture，Xi’anUniversityo

3、fTechnology，Xi’an710048，China；2．ChinaJKInstituteofEngineeringInvestigationandDesign，Xi’8n710043，China)Abstract：Accordingtothefailurecharacteristicsofrockmassinthetransitionzoneduringbenchblasting，themonitoredvibrationsignalsinthisareaareanalyzedbasedontheHHTmet

4、hod．Byquantizingtheenergydistributionofvibrationsignalsinthefrequencydomain，aquantitativemodelforthedamageofrockmassinthetransitionzoneduringbenchblastingisestablishedbyintroducingtheBPneuralnetwork．Thenaquantitativeanalysisismadeofrockmassdamageinthetransition

5、zoneduringbenchblasting．Keywords：benchblast；vibration；Hilbert—Huangtransform；neuralnetwork在边坡或水电工程大坝坝肩槽的爆破开挖过程1Hilbert—Huang变换的理论及实现中开挖轮廓线外侧存在一个爆破影响区。该区域位于爆区和爆破远区之间，一般将这一区域定义为过实现频率上能量分布的关键是找到合理的信号渡区。分析方法。过渡区岩体的损伤对边坡及坝肩槽的稳定性具Hilbert—Huang变换[7是处理非平稳信号的方有重要的影响。该区域

6、岩体爆破损伤机理比较复法。它以局域性的基本量为研究对象从而更接近杂，岩体在爆破冲击荷载、爆生气体以及爆破振动的实际，更适合处理非平稳信号，意义更明确。作用下原始裂缝被激活、扩展、贯通，进而形成新的Hilbert—Huang变换有两个基本步骤，一个是主裂缝，新裂缝的产生会对岩体产生破坏1]。将信号分解成固有模态函数，另一个是利用相关分本研究运用数学方法，以频率上的能量分布为解成果进行谱分析。基础，考虑爆破冲击作用下不同频率能量代表的不1．1经验模式分解同程度的岩体损伤，合理划分频段，计算各频段的能Hilbert—Hua

7、ng变换独有的优势是以信号的瞬量，量化振动信号不同频段的能量分布，运用神经网时频率为基础，对信号的局部特性进行分析，主要络建立过渡区岩体爆破损伤量化模型，实现爆破损由EMD和Hilbert变换两部分组成。伤的量化分析。EMD是对原始信号进行经验模式分解，以分收稿日期：201312-15基金项目：国家自然科学基金资助项目(41372304)。作者简介：闫建文，男，讲师，研究方向为工程爆破与工程管理。E—mail：ynjnwn@xaut．edu．cn。闫建文，等：梯段爆破过渡区岩体损伤的量化研究221离出缓变信号，得到固

8、有模态函数(IMF)]。㈩一Prd￡(13)EMD方法的实现过程为：首先对信号序列进行所有极值点的识别，然后根据极值点拟合出X()由此合成的解析信号为：的上下包络线“(f)和(￡)，满足关系式：2(￡)一c()+iy(￡)(14)(￡)≤X()≤“()(1)由此得出的时变相位和幅值分别为：对包络线进行平均，即：a()一~／c()+()(15)(