岩体爆破震动损伤评估的多元判别分析模型

提出基于多元判别分析理论的岩体爆破震动损伤安全判据方法。考虑爆破震动信号的幅值强度特性、频谱特性、持时特性和时-能密度曲线特性,并选用震动峰值速度、震动主频、震动持时和时-能密度曲线下的面积作为判别因子,建立多元判别分析模型对岩体的爆破震动损伤情况进行预测。以工程岩体实测数据作为学习样本进行训练,建立相应判别模型对待判样本进行判别,利用回代估计法对模型的合理性进行检验。研究结果表明:建立的判别模型回判估计的误判率为0,预测结果与实际结果相符;判别分析模型综合考虑了影响爆破损伤的多种因素,与其他单指标判据相比,评估结果与实际结果更加相符。     

爆破振动对矿山边坡稳定性影响的预测

针对矿山爆破过程中爆破点附近的边坡稳定性问题,应用因子分析和免疫最小二乘支持向量机方法,选取爆破振幅、主频率、主频率持续时间、岩石重度、粘聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高度、孔隙水压力等为影响因素.对相关性较高的因素进行因子分析,提取公共因子,建立爆破振动对矿山边坡稳定性影响的免疫最小二乘支持向量机预测模型.利用24组爆破数据作为学习样本进行训练,并采用回代估计法进行检验,误判率为1/12.用另外10组数据作为测试样本进行预测,同时通过与其他预测模型预测结果进行对比,验证本文所得模型在边坡稳定性预测中具有更高的准确度.研究结果表明:所得预测模型泛化误差满足精度要求,预测结果的误判率仅为1/10,优于其他预测模型.     

路堑开挖爆破对民房危害的随机森林预测模型

为研究路堑开挖爆破对邻近民房安全的危害,运用主成分分析及随机森林算法对其进行预测.选取爆破参数、地质条件、民房结构3个方面的共16项重要影响因素,采用主成分分析法并从中提取6个主要成分.以主成分值为输入,房屋安全程度的量化值为输出,建立路堑开挖爆破对邻近民房安全危害的随机森林预测模型.利用18组工程实例数据为训练样本,另外4组数据为检验样本,进行了模型的预测实验.实验结果表明:基于主成分分析的随机森林模型对数据的拟合度较高,预测误差低,该模型可以作为实现路堑开挖爆破对邻近民房安全危害预测的一个有效方法.     

评价砌体结构爆破振动破坏效应的突变级数法

为了研究爆破振动对砌体结构破坏效应的评价与预测问题,提出基于突变级数法的方案。考虑爆破振动、建筑施工、砌体结构和建设场地等4个方面的属性,选用振幅、主频率、主频率持时、施工质量、灰缝强度、圈梁构造柱、房屋高度、屋盖形式、砖墙面积率以及场地条件等10个参数,建立了砌体结构爆破振动破坏效应评价的递阶层次指标体系;选用28组现场实测数据作为训练样本,建立突变级数判据,从而建立了砌体结构爆破振动破坏效应评价和预测的突变级数法;选用24组现场实测数据作为测试样本,以检验模型的可行性和可靠性。研究表明,突变级数法的评价结果与实际情况吻合,其中,12组测试样本的评价结果与模糊神经网络、Fisher判别分析法和支持向量机法等的评价结果一致。     

基于DDA方法的滑坡稳定性预测

应用距离判别分析（DDA）方法,将影响滑坡失稳的外形特征、滑面特征等4项内在因素和河流作用、暴雨强度等5项外在因素作为判别因子,建立了滑坡稳定性预测的距离判别分析模型.以国内典型滑坡工程发生失稳的实测资料作为学习样本进行训练,建立相应判别函数,对待判样本进行预测.结果表明距离判别分析模型预测性能良好,预测精度高,回判估计的误判率为零,是滑坡稳定性预测的一种有效方法,可以在实际工程中进行推广应用.     

逐步判别分析的急倾斜煤层顶煤可放性分类

运用煤矿生产实践中积累的相关数据,分析影响顶煤可放性的多个因素,基于逐步判别分析理论,建立逐步判别分析模型.通过逐步判别分析法优选瓦斯、开采深度、倾角、煤层厚度四项作为主要判别指标,利用工程实测数据作为学习样本进行训练,建立相应判别函数对待判样本进行预测,得出预测结果与实际情况相吻合.研究结果表明:经过训练后的判别函数模型回判的误判率为0,判别模型函数效果显著.逐步判别分析模型对急倾斜煤层顶煤可放性分类的判别性能较好,预测结果准确,且操作过程简单,便于实际推广.     

考虑频率影响的隧洞开挖爆破振动效应研究

在现场隧洞爆破开挖同时开展爆破振动速度测试,由试验得到各测点水平径向(指向爆心)和垂直向的最大振动速度及相应的振动主频.对试验结果进行回归分析,分别得到爆破振动最大速度和爆破振动主频的预测经验公式.结合"爆破安全规程"(GB6724-2014)中安全允许的质点振动速度和主频之间的关系,对隧洞开挖爆破振动安全进行了分析.研究结果表明,当测点与爆心距离为20～80 m时,测点水平径向最大振动速度为10.8～1.3 cm/s,水平径向主频为75～125 Hz;测点垂直向最大振动速度为8.7～1.6 cm/s,垂直向主频为72～115 Hz,爆破振动在安全允许范围内.     

地下洞室超挖预测的距离判别分析方法和应用

 超挖问题是隧道开挖施工中不可避免的问题。本文基于距离判别分析理论并结合工程实际,建立地下洞室块体超挖预测的距离判别分析模型;根据工程实例中影响隧洞块体超挖的地质特征与组成,选用两组节理、一组层面的产状,以及洞室结构面的延伸和间距等指标作为洞室超挖预测的判别因子;以21组实测的洞室地质参数数据作为学习样本进行训练,建立相应线性判别函数预测超挖块体大小,经过训练后的模型回判估计误判率为0。最后,从野外地质调查着手,结合某一抽水蓄能电站的实测地质资料,应用建立的判别函数对平洞4（PD4）的超挖块体大小进行预测。结果表明,距离判别分析模型预测精度高,回代估计的误判率低,为地下洞室块体超挖预测提供了一种新思路。     

爆破振动频率预测及其回归分析

在爆破振动作用下,地面质点的振动频率对建筑物的破坏具有很大的影响。根据爆破振动过程的复杂性,利用量纲分析法建立了爆破振动频率与主要影响因素之间的函数关系,并通过对实测数据进行回归分析,得到了特定爆破条件下丰振频率的预测公式,为爆破振动频率衰减规律的研究和对类似爆破工程进行主频率预测提供了理论和实际依据。     

光面爆破效果参量预测的投影寻踪回归模型及应用

基于投影寻踪回归理论,选取炮眼密集系数、最小抵抗线、装药量、炮眼深度、抗压强度和泊松比6个因素为判别指标,建立光面爆破炮眼利用率、超挖量和半眼率的预测模型。将该方法应用于某矿巷道掘进光面爆破效果预测问题中,对现场实测的24组数据进行训练和检验,用另外4组现场数据作为预测样本进行测试。预测结果与实测情况较吻合。比较BP神经网络和投影寻踪回归2种方法对光面爆破炮孔利用率的预测结果,发现后者比前者预测结果更接近实际。以上研究表明:该方法回判估计性能良好,判别精度高,是一种预测光面爆破效果的有效方法,可以在实际工程中推广应用。     

隧道下穿民房爆破振动效应监测

依托右线隧道穿过民房正下方的福建省厦门市石堀山隧道工程,在民房第一、二层墙角处各布置一台自动化爆破振动仪,对爆破开挖引起的振动进行长期监测.结果表明:爆破振速整体上随着测点与掌子面距离的减小而增大;在三向振速中,垂向振速不一定总是最大,但主频小于30 Hz,垂向振速占比最多;分析时应综合振速与主频,选择优势分向振速,或根据建筑物固有频率,选择接近的主频对应的分向振速;当测点与掌子面距离为10~50 m时,爆破振度显著放大,而主频有一定的衰减,径向和垂向主频衰减至与房屋固有频率接近;当测点与掌子面距离为50 m内时,随着掌子面远离测点,振速影响系数C_v先增大后减小,主频影响系数C_f先减小后增大;空洞影响垂向最大,径向次之,切向最小;C_v最大值为3.4,C_f最小值为0.35.     

基于HHT的远区爆破振动信号能量演化及分布规律

本文基于HHT分析法,对远区爆破振动信号进行时频分析,研究信号中能量随爆源距增加的演化及分布规律。结果表明：爆破振动总能量及峰值能量随着爆源距的增加衰减较快;低频段能量在传播过程中会随爆源距增加有增大的趋势,而中高频能量则是随着爆源距的增加有减小的趋势,同时,爆源距对远区爆破振动的频率段构成也会造成影响,即频率左右限均有减小的趋势,但频带宽度总体保持不变。考虑爆破振动信号所携带的能量信息在爆破振动设计方案的优化中同样具有重大的工程意义。     

爆破振动频率影响因素分析

为了分析影响爆破振动频率的各个因素，为结构物爆破振动安全评价提供可推依据。通过现场爆破振动测试，结合实际分析了频率在爆破振动中的作用，并分析了结构物爆破振动响应的频谱特性，发现爆炸能量、起爆段数、距离以及传播介质对爆破振动频率都有不同程度的影响。通过对爆破振动频率影响因素的分析，指出在爆破振动的测试分析中应充分注意到爆破条件和测试条件的变化。     

隧道掏槽爆破振动信号两种分析方法

通过设计两次起爆的起爆网路,控制掏槽眼引起的振动速度,有效地减少了振动对周边构建物的影响。对掏槽爆破时振动信号进行了FFT分析、小波包分析,结果发现:单向爆破振动速度控制在2.1 cm/s以内,振动频率集中于50~100 Hz。傅里叶分析法(FFT法)与小波包分析法在处理振动信号主频的结果相差不大,速度的FFT图谱与爆破振动信号能量-频谱图相似。可用FFT法快速粗略地计算振动信号的主频与估计能量分配比例。但FFT法计算精度没有小波包分析法高,在精度要求高的情况下仍需使用小波包分析法进行信号分析。     

隧道衬砌混凝土爆破振动能量传播规律试验

针对隧道衬砌混凝土频繁爆破振动危害累积效应,设计混凝土频繁爆破振动试验,对测得的爆破振动信号进行总能量和频带能量计算与分析。试验结果表明:①爆破振动信号能量分布范围较广;但绝大部分能量集中在0～205. 08 Hz;且多以9. 77～58. 59 Hz频带能量较大;②总能量随距离的增大而减小,在近区衰减迅速,中远区较近区衰减缓慢;而能量随着距离的增大向低频带集中,且距离越大越明显;③总能量随爆破次数增加呈降低趋势,其中近区测点的总能量在大值范围内下降;而中远区衰减较为平缓。能量集中频带随爆破次数增加总体向中低频段发展;且近区测点在低频段能量所占比例有所增加。     

爆破振动效应对建筑物影响的若干问题探讨

围绕爆破振动对相邻建筑的影响,从房屋受损评估、爆破振动的传感器选择、爆源远近对地震效应的影响、正确的传感器布置方式、岩体特性对爆破振动的影响和爆破危害等方面入手,介绍了在鉴定房屋及爆破振动测试过程中出现的一些常见问题,旨在对减小爆破振动效应、避免相临建筑造成影响以及正确建立爆破振动测试参数等提供参考。     

路堑爆破开挖地震效应分析

在分析爆破地震效应的主要控制因素地震速度与地震频率基础上，根据现场测定数据，拟合出地震速度、药量大小与爆源距离之间关系式。分析了振动频率对构筑物的影响和爆破地震与天然地震的区别，提出了爆破安全距离的确定并验证了爆破安全距离计算方法以及地震速度作为破坏判据可行性和正确性。试验测定结果与研究表明，必须重视爆破地震规律及其对各种建筑物和构筑物影响的研究，才能充分发挥爆破技术的经济效益和最大限度地降低爆破振动的危害。     

隧道爆破作用下邻近输油管道安全距离

为了避免隧道爆破施工时邻近地表及地下输油管道受到爆破振动造成的不良影响,需确保爆破施工工作面与输油管道保持一定安全距离。基于青岛胶州湾第二海底隧道黄岛端斜井工程,通过对斜井一期工程隧道爆破施工引起的地表振动进行监测,研究了工作面前方地表振速的衰减规律,并采用Hilbert-Huang变换及小波包分析了爆破振动频域特征。结果表明：在距工作面0～40 m的高振速区范围内,振速呈现震荡变化,峰值合振速出现在距工作面一定距离的地表区域,而在高振速区之外部分呈指数衰减趋势;爆破振动的频域分布主要集中在0～200 Hz的低频区域,50 Hz左右为其最集中区域,瞬时能量峰值出现在0～1 s内,其中在0～25 Hz范围内能量占比最高为13.41%,与输油管道自振频率范围存在部分重叠。同时,引入萨道夫斯基修正公式并拟合出适用于本工程条件下的振速预测公式模型,从法律规范、工程实践及抗震能力3个方面考虑提出输油管道安全振速为1 cm/s,计算得到50 m范围内最大单段齐爆药量和安全距离之间的关系,为后续斜井二期工程下穿输油管道区域时的爆破方案优化提供参考。