一种基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法，包括：获取单孔爆破振动波形，采用Fourier级数一般方程，拟合单孔爆破振动波形，并计算满足拟合精度的不同拟合级数K，获得单孔爆破振动波形拟合函数，根据单孔爆破振动波形拟合函数，建立延时爆破条件下质点耦合振动函数，根据延时爆破条件下质点耦合振动函数，进行雷管延时的爆破振动主动控制。该方法基于Fourier级数分解理论，得到单孔振动波形拟合函数，进而实现雷管延时工况的理论分析，可计算得出最优雷管延时，实现基于雷管延时的爆破振动主动控制。延时的爆破振动主动控制。延时的爆破振动主动控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法


[0001]本专利技术涉及工程爆破
，更具体的涉及一种基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法。

技术介绍

[0002]岩体钻爆开挖过程中，炸药爆炸释放的能量大部分会以波的形式向外传播，诱发岩体介质振动，影响临近建筑物及设施设备的安全，因此对于复杂环境下的岩体爆破开挖，核心目标是确保振动不超标，实现爆破振动的主动控制。为控制炸药诱发振动强度，目前较为常见的方法是减小爆破规模，降低一次起爆药量等，然而上述方法往往会导致施工工期的延长，增大施工作业成本。如何兼顾岩体爆破开挖的施工效率、成本及实现振动主动控制的多重要求，是爆破工程领域的研究热点之一。
[0003]电子雷管以其延时时间精确、误差小等优点被广泛的应用于岩体爆破施工，正逐步取代传统的塑料导爆管雷管。现阶段，关于数码电子雷管延时的爆破参数多沿用传统导爆管雷管延时进行设计，系统完整的计算理论及方法尚未见公开发表。参照现有方法难以发挥电子雷管精确延时的优势。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法，包括：
[0005]根据不同爆心距处单孔爆破诱发岩体介质质点爆破振动数据，获取单孔爆破振动波形；
[0006]采用Fourier级数一般方程拟合单孔爆破振动波形，并计算各个Fourier级数级数的系数和满足拟合精度的不同拟合级数K，获得单孔爆破振动波形拟合函数；
[0007]根据单孔爆破振动波形拟合函数，建立延时爆破条件下质点耦合振动函数；
[0008]根据延时爆破条件下质点耦合振动函数，进行雷管延时的爆破振动主动控制。
[0009]优选地，获取单孔爆破振动波形，包括：
[0010]在爆破区域进行单孔爆破试验；
[0011]在一条测线不同爆心距处布置多台爆破振动传感器；
[0012]设置仪器监测参数，获取不同爆心距处单孔爆破诱发岩体介质质点爆破振动数据；
[0013]根据不同爆心距处单孔爆破诱发岩体介质质点爆破振动数据，获得单孔爆破振动波形。
[0014]优选地，单孔爆破振动波形拟合函数与实测单孔波形误差满足拟合标准差小于0.002，相关系数大于0.995。
[0015]优选地，采用Fourier级数拟合单孔爆破振动波形的一般方程包括：
[0016][0017]其中，各个拟合系数分别表示为：其中，各个拟合系数分别表示为：
[0018]优选地，单孔爆破振动波形拟合函数的表达式，包括：
[0019]式中T为振动时长。
[0020]优选地，根据单孔爆破振动波形拟合函数，建立延时爆破条件下质点耦合振动函数，包括：
[0021]基于单孔爆破振动波形拟合函数，建立不同延时条件下单孔振动波形曲线函数表达式，v(t,Δt)＝f(t
‑
Δt)；
[0022]建立延时爆破条件下质点耦合振动函数，
[0023]本专利技术实施例提供一种基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法，与现有技术相比，其有益效果如下：
[0024]1、相对于现有技术的需开展多次现场实验进行雷管延时调试，本技术方案基于Fourier级数分解理论，得到单孔振动波形拟合函数，进而实现雷管延时工况的理论分析，可计算得出最优雷管延时，实现基于雷管延时的爆破振动主动控制。
[0025]2、本方法避免了已有技术方案的试验场地找寻、爆破过程中环境污染及扰民等问题的产生，且计算简单方便，效果良好。
附图说明
[0026]图1为基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法实施流程；
[0027]图2为单孔爆破试验示意图；
[0028]图3为实测爆破振动波形与拟合波形对比图；
[0029]图4为不同孔间延时爆破振动峰值。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]参见图1～4，本具体实施中，以某水电站工程料场开挖为例，开展单孔爆破试验，通过不同爆心距处振动传感器开展爆破诱发质点振动监测，得到单孔振动波形，基于Fourier级数分解得到单孔波形拟合函数，进而实现基于雷管精确延时的爆破振动主动控制。本实施例提供的基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法依次按以下步骤进行：
[0032]步骤1、根据爆破区域附近环境，选择合适爆破区域进行单孔爆破试验；
[0033]步骤2、选取测线，在不同爆心距处布置不少于2台爆破振动传感器；
[0034]步骤3、设置仪器监测参数，获取不同爆心距处单孔爆破诱发岩体介质质点爆破振动数据；为确保振动传感器采集参数不失真，仪器参数设置为采样频率10000sps，记录时长5s，触发阈值0.035cm/s。
[0035]步骤4、获取单孔爆破振动波形后，基于Fourier级数分解理论，构建单孔波形拟合函数。
[0036]1)建立Fourier级数一般方程，其中其中
[0037]2)选取不同拟合级数k，计算拟合函数与实测单孔波形误差及相关系数；为确保拟合精度，波形拟合函数与实测单孔波形误差应满足拟合标准差小于0.002，相关系数大于0.995。
[0038]3)构建波形拟合函数f(t)：
[0039]式中T为振动时长。
[0040]步骤5、结合单孔波形拟合函数曲线，得到不同延时条件下爆破振动峰值信息。
[0041]1)基于波形拟合函数，建立不同延时条件下单孔振动波形曲线函数表达式，v(t,Δt)＝f(t
‑
Δt)。
[0042]2)建立延时爆破条件下质点耦合振动函数，
[0043]表1不同延时工况下耦合振动峰值一览表
[0044][0045]步骤6、结合《爆破安全规程》(GB6722)及类比相似工程经验制定相应振动控制标准，实现基于雷管延时的爆破振动主动控制。
[0046]以上公开的仅为本专利技术的几个具体实施例，本领域的技术人员可以对本专利技术实施例进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围，但是，本专利技术实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本专利技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法，其特征在于，包括：获取单孔爆破振动波形；采用Fourier级数一般方程拟合单孔爆破振动波形，并计算满足拟合精度的不同拟合级数K，获得单孔爆破振动波形拟合函数；根据单孔爆破振动波形拟合函数，建立延时爆破条件下质点耦合振动函数；根据延时爆破条件下质点耦合振动函数，进行雷管延时的爆破振动主动控制。2.如权利要求1所述的一种基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法，其特征在于，所述获取单孔爆破振动波形，包括：在爆破区域进行单孔爆破试验；在一条测线不同爆心距处布置多台爆破振动传感器；设置仪器监测参数，获取不同爆心距处单孔爆破诱发岩体介质质点爆破振动数据；根据不同爆心距处单孔爆破诱发岩体介质质点爆破振动数据，获得单孔爆破振动波形。3.如权利要求1所述的一种基于Fourier级数分解的爆破振动主动控制方法，其特征在于，所述采用Fou...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡英国，杨招伟，刘美山，罗笙，赵根，吴新霞，黎卫超，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：