爆破震动质点振速峰值预测
高耸建(构)筑物爆破塌落振动峰值速度估算
徐 全 军 ， 睿 星 ，白 帆 ，李 裕 春 伍
（ 解放 军理 工 大 学工程 兵工 程 学院 ，南京 ２ ０ ０ ） １ ０ ７
摘 要 ：为了研究烟 囱类高耸建（ 筑物塌落触地所诱发 的地震波振动速度 的变化规 律 ， 构） 利用实地 量
生 的振 幅 大 ， 振 动主 频 率一 般 在 ｌ Ｈｚ左 右 ， 常 且 Ｏ 非 接 近建 （ ） 物 的 自振 频 率 ， 邻 近 建 （ ） 物更 构 筑 对 构 筑
具 威胁 ， 一 问题 已成 为 当 前 工 程爆 破 领 域 中 十分 这 关 心 的 问题 。
测 的塌 落 振 动 数 据 ， 用 量 纲 分 析 和最 小 二乘 法 ， 合得 到 建 （ ） 物 倒 塌 触 地 振 动 速 度 的 估 算 公 式 。 采 拟 构 筑 通过实践论证表 明， 只要 确 定 了塌 落体 的 质量 、 心 高度 。 该 公 式 就 能 预 测 出塌 落 建 （ ） 物 到 某 一 质 用 构 筑
定 距 离 处 的振 动 速 度 。
关 键 词 ：高耸建（ 筑物 ；控制爆破 ； 构） 塌落 振动速度；估算公式
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ． Ｔ ７６５
文献标识码 ： Ａ
ＥＳＴＩ Ａ Ｔ Ｉ Ｍ ＯＮ Ｎ ＲＯ Ｕ Ｎ Ｄ Ｏ Ｇ ＣＯＬＬＡ ＰＳＥ Ｉ ＡＴ Ｉ Ｎ ＥＬＯＣＩ Ｙ Ｖ ＢＲ Ｏ Ｖ Ｔ ＰＥＡ Ｋ Ａ ＬＵ Ｅ Ｆ ＢＬＡ ＳＴ Ｉ Ｇ Ｉ Ｈ Ｖ Ｏ Ｎ Ｈ Ｇ ＢＵ Ｉ ＬＤＩ Ｇ Ｎ
Ｘ Ｕ ａ － ｕ Ｑｕ ｎｊ ｎ，Ｗ Ｕ ｉｘ ｎ ， Ｒｕ — ｉ ｇ ＢＡＩＦａ ｎ，Ｌ Ｙｕ ｃ ｕ —ｈ ｎ
（ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｃ ｒ ｓ，ＰＬＡ ｉ ＆ Ｔｅ ｈ． Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｔｔ ｔ ｆ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ ｐ ． Ｕｎ ｖ． ｃ ，Ｎａ ｊ ｎ １ ０ ７ ｈ ｎ ） ｎ ｉｇ ２ ０ ０ ，Ｃ ｉ ａ
爆破振动峰值速度计算的优化研究
工程 爆破
ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＢＬＡＳ ＮＧ ＴＩ
Ｖ０ ＿ ６ ｌ １ ．Ｎｏ ４ ． Ｄｅ ｅ ｃ ｍｂｅ ２ ｌ ｒ Ｏ ０
文章 编 号 ：１ ０ — ７ ５ ｛ ０ ０ ０ —０ ０ —０ ０ ６ ０ １ ２ １ ）４ ０ ９ ４
Ｙ ＡＮ ｏ ｇ ｆ ｎ Ｙ ｎ — ｅ ｇ，ＣＨＥＮ ｈ — ａ ，ＺＨＡＮＧ ｕ ｈ ａ，ＺＨＡＮＧ — ａ ｇ，Ｘ【 Ｑｉ Ｓｉ ｌ ｈ Ｑｉ — ｕ Ａｎ ｋ ｎ ， （ ．Ｃ ｌｅ ｅｏ ｃ ｉｅｔ ｒ ｎ ｖ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ １ ｏ ｌｇ ｆ Ａｒ ｈ ｔｃｕ ｅａ ｄ Ｃｉ ｉ ｇ ｎ ｅｉ ｇ，Ｓ ａ ｄ ｎ ｉｅ ｓｔ ｆ ｈ ｎ ｏ ｇ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ ｏ
关键词 ： 爆破振动 ； 振动速度 ； 振动预测 ； 爆破模 型 ； 优化 中图 分 类 号 ： Ｄ ３ ．Leabharlann １ Ｔ ２５４ 文献标识码 ： Ａ
ｏＰＴＩ Ｉ Ｍ ＺＡＴＩ ＯＮ ＴＵ ＤＹ Ｓ ＯＮ ＣＡＬＣＵ ＬＡＴＩ ＯＮ
ＯＦ ＢＬＡ ＳＴＩ Ｇ Ｉ Ｎ Ｖ ＢＲＡ ＴＩ Ｎ Ｏ ＰＥＡ Ｋ ＥＬＯＣＩ Ｖ ＴＹ
ｐ ｅ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｄｓ ｓｅ ｅ ｕ ｔｏ ．Ｅ ｃ ｒ ｊｃ ｉｅｈ ｓａ ｐ ｉ ｌｉｄ ｘｒ ｔｏ ｂ ｔ ｅ ｈ ｒ ｅａ ｕ ｔ ｎ ｒ ｖ ｎ ｉ ｎ ｉａ ｔｒｒ ｄ ｃｉｎ ａ ｈ ｐ ｏ ｅ ｔｓｔ ａ ｎ ｏ ｔ ｏ ｍａ ｎ ｅ ａ ｉ ｅｗｅ ｎ ｃ ａ ｇ ｍｏ ｎ ｄ ａ
摘 要 ： 于非线性数值分析思想 ， 出一种提高爆破 振动峰值 速度计算 精度 的方 法 ， 基 提 并借 助 ＭＡ — Ｔ
Ｌ ＡＢ编 程 对 其 内部 参 数 进 行 拟 合 求 解 。工 程 实 践 证 明 ， 种 优 化 方 法 明显 优 越 于 传 统 的 萨 道 夫 斯 基 经 此 验 公 式 和 线性 分 析方 法 修 正 的 萨 氏公 式 ， 爆 破 预 测 精 度 得 到 提 高 ， 而 为 工 程 的 防 震 减 灾 提 供 了更 加 使 进
爆破震动质点振速峰值预测
基于某矿地形特征的爆破震动振速峰值预测摘要：影响爆破震动速度的因素有很多，而萨式公式仅仅反映了最大段装药量Q、爆心距R与爆破震动速度v的关系，其他影响因素只以K、α两个系数概括，并未真正的涉及如自由面方位、传播路径等地形特征以及地质因素的影响。
通过某矿现场的爆破震动监测，发现测点爆破震动速度的大小受地形特征的影响较大。
从自由面方位角以及传播路径地形情况两个方面分析不规则地形条件对质点爆破震动速度大小的影响，进而探讨相应的爆破震动预测方法。
关键词：地形特征爆破震动预测台阶爆破是目前国内外普遍采用的一种矿石开采方式。
该技术虽在一定程度上加快和满足了企业的生产需要，但由于炸药爆炸时产生的巨大能量，其引发的爆破地震波往往也会给周边村民的生活带来不利影响。
为了控制和降低爆破震动危害，通过在某矿地形条件下爆破震动波传播特性和影响因素的探究和分析，在现有爆破震动预测方法的基础上，探索在地形条件影响显著的条件下爆破震动的预测方法。
同时，引申该预测方法适用于其他不同的矿山。
1 自由面方位角对爆破震动速度的影响在我国，矿山爆破震动幅值预测通常采用萨道夫斯基公式：V=K(Q n／R)α式中：V为质点震动速度，cm/s；K为与爆破场地条件有关的参数；Q为最大段装药量，kg；R为测点到药包中心的距离，m；α为与地质条件有关的系数。
通过对相近装药量、相近距离、不同自由面角度的现场实测质点震动速度的对比分析发现，质点震动速度与爆区的自由面角度之间存在一定的变化关系。
为了定量分析自由面朝向与爆破震动速度大小之间的关系，对自由面方位角做出如下定义。
自由面方位角：是指自由面的外法线与爆区中心指向测点连线分别在水平面投影的夹角。
根据自由面方位角的定义，自由面方位角θ的取值范围为0°到180°之间。
1,1 基于自由面方位角的爆破震动公式对岩石爆炸能量分布的研究表明，对于台阶炮孔爆破，冲击波的能量约占总能量的28%，扩腔和抛掷岩石的能量约占总能量的50%。
高耸建(构)筑物爆破塌落振动峰值速度估算
高耸建(构)筑物爆破塌落振动峰值速度估算徐全军;伍睿星;白帆;李裕春【摘要】为了研究烟囱类高耸建(构)筑物塌落触地所诱发的地震波振动速度的变化规律,利用实地量测的塌落振动数据,采用量纲分析和最小二乘法,拟合得到建(构)筑物倒塌触地振动速度的估算公式.通过实践论证表明,只要确定了塌落体的质量、质心高度,用该公式就能预测出塌落建(构)筑物到某一定距离处的振动速度.%In order to study the variation law of seism wave vibration velocity caused by collapse of high building such as chimney, the emprical formula of collapse vibration velocity was obtained with dimension analysis and least square method, based on the vibration velocity data monitored. The practice proved that the emprical formula can calculate the ground vibration velocity value of the location which is a certain distance to the collapse site of building, if the mass of collapse building and its center of mass height is determined.【期刊名称】《工程爆破》【年(卷),期】2011(017)003【总页数】5页(P49-52,91)【关键词】高耸建(构)筑物;控制爆破;塌落振动速度;估算公式【作者】徐全军;伍睿星;白帆;李裕春【作者单位】解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007;解放军理工大学工程兵工程学院,南京210007【正文语种】中文【中图分类】TU746.51 引言爆破实践及有关文献的研究证明,高耸建(构)筑物爆破拆除时塌落触地振动的振幅比爆破振动产生的振幅大,且振动主频率一般在10H z左右,非常接近建(构)筑物的自振频率,对邻近建(构)筑物更具威胁,这一问题已成为当前工程爆破领域中十分关心的问题。
爆破振动测量报告
爆破振动测量报告1. 引言爆破振动测量是一种常用的地震监测手段，用于记录爆破活动引起的地面振动情况。
本报告旨在分析某爆破活动的振动测量数据，并对其进行评估和总结。
2. 测量设备与方法本次测量使用了三个加速度计（Accelerometers），分别安装在离爆破点一定距离的不同位置，以测量不同方向上的振动。
加速度计的采样频率为500Hz，并以数字方式记录数据。
3. 测量数据与分析通过对测量数据进行处理和分析，得到了以下结果：3.1 最大振动幅值在三个测点的振动数据中，分别选取了最大振动幅值。
结果显示：•离爆破点最近的测点振动幅值为5.1mm/s。
•离爆破点较远的测点振动幅值为2.8mm/s。
•另外一个测点振动幅值为3.5mm/s。
3.2 频谱分析对测量数据进行频谱分析，得到了下图所示的频谱图：从频谱图可以观察到主要能量集中在10Hz附近，并有一些低频和高频成分。
3.3 振动时间历程下图展示了三个测点的振动时间历程：从时间历程图可以看出，振动信号具有明显的脉冲性质，持续时间较短，峰值出现在爆破后不久，并逐渐衰减。
4. 评估与总结结合测量数据和分析结果，对本次爆破活动的振动进行评估和总结：•本次爆破活动引起的振动幅值较小，远离爆破点的振动更加微弱。
•振动频谱主要集中在10Hz附近，具有一些低频和高频成分。
•振动时间历程显示了明显的脉冲特征，持续时间较短。
综上所述，本次爆破活动对周围地面的振动影响较小，不会对周围建筑物和设施产生明显的损害。
5. 结论根据对测量数据的分析，本次爆破活动引起的地面振动幅值较小且持续时间较短。
振动频谱主要集中在10Hz附近，具有一些低频和高频成分。
基于这些分析结果，可以判断该爆破活动对周围建筑物和设施的影响较小，不会造成严重的损害。
爆破震动速度峰值预测模型的比较和讨论
Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｄｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｐｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ
ｏ ｆ Ｂｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐｅ ａ ｋ Ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｖｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ
ｏ ｆ Ｐ Ｐ Ｖ． ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ Ｕ Ｓ Ｂ Ｍ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｏ ｒ ｈ ａ ｄ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｓ ｔ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｍｏ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ — ｔ ｏ ｒ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ ｄ ａ ｔ ａ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ＡＮＮ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｒ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ｔ ｈ ｎ ａ ｔ ｈ ｏ ｓ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ — ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ．
ｍ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ（ Ｃ Ｏ Ｄ） ， ｍ ｅ ａ ｎ ａ ｂ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ （ ＭＡ Ｅ ）ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ （ Ｒ Ｅ ） ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｖ ｌ ａ ｕ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｅ ｄ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ
基于BP神经网络的爆破振速峰值预报
１ 爆破振 动速度预测 的研究
质点 振 动速度 是 目前 国 内外表 述爆 破振 动 效应
速度 的准 确 预报 ， 研 究 人 员 开始 尝 试 使 用 一种 新 的 预报 方法 —— 神经 网络 法 。 人 工 神经 网络 是一 种模 仿动 物神 经 网络行 为特 征， 进 行分 布式 并 行 信 息 处 理 的 算 法 数 学 模 型 ＿ ６ Ｊ 。 人 工神 经 网络是 由大量简 单 的神经 元相 互连 接 而成 的 自适 应非 线性 动 态 系 统 ， 能 够 进行 复杂 的逻 辑 操 作 和非 线 性 关 系 的 实 现 Ｊ 。人 工 神 经 网络 具 有 大 规 模并 行分 布式 结构 和神 经 网络学 习能 力 以及 由此 而来 的泛化 能力 （ 泛 化 是 指神 经 网络对 不 在 训 练集 中的数据 可 以产生 合 理 的输 出 ） Ｊ 。人 工 神 经 网 络
（ 北京 科技 大 学土木 与环 境 工程 学 院）
摘 要 以 司 家营铁 矿 露 天矿 爆 破振 动 的 实测 数据 为基 础 ， 运用 Ｂ Ｐ神 经 网络 原 理 ， 以孔 数 、
最 大单 孔 药量 、 总 药量 、 高程 差和爆 源距 作 为影 响爆 破 振 动 速 度 的 主要 因素 ， 建立 Ｂ Ｐ神 经 网络 模 型， 对质 点爆 破振 动速 度峰 值 进行 预 测 。结果 表 明 ： Ｂ Ｐ神 经 网络 模 型 的预 测 精 确度 明显 高 于传统 的 萨道 夫斯基 公 式 ， 对 工程 实践具 有较 好 的指 导性 。
关键 词 Ｂ Ｐ神 经 网络模 型 爆破 振动 相 对误 差
大型 露天 矿 山 的爆 破 规 模 一 般 都 比较 大 ， 爆 破 振 动容 易影 响 日常 的生 产安 全 和边坡 岩 体稳定 。 因 此， 对爆 破 振动 进行 准确 预测 ， 为控制 爆破 振 动提 供 依据 ， 是 矿 山爆 破生 产环 节 中 的一项重 要 工作 ， 对 于
爆破振动峰值速度预报方法探讨
式 中 ： 为 地 震 动质 点 最 大 速 度 （ｍ ｓ ； 为 炸 药 量 ｃ／ ）ｐ
＝
１ 经 验公 式 法
影响爆破 地 震 动 强度 的 因 素很 多 ， 般 可 以用 下 一 面 的函数形式 表示 ：
Ｋ
（） ２
Ａ： 爆源变量 ， 传播介质变量 ， 仪器性能参数） 式 中： Ａ为地 震 动 的最 大 幅值 ； 非 特 定 的 函数 厂为
形式 。
基金项 目：国家 自然科学基金 资助项 目（ Ｏ．０ ７ １ １ ； Ｎ １６ ２９ ） 国家建设 部科 技攻关项 目（ Ｏ．２—２～１７ ； Ｎ ０ ． ） 湖南省 自然科学基金资 助项 目（ Ｏ Ｎ．
３ ．西安交通大学 电子信息与工程学院 ， 西安 ７０ ４ ； ．空军工程设计局 ， １０ ９ ４ 北京
摘 要 ：爆破借助爆炸能做功， 它是一种在地上和地下工程中广泛使用的廉价、 经济的岩土开挖方式。爆破造成
的振动会对 附近结构及周 围场地产生不利影 响 ； 振动峰值速度通常被用来评 价爆破地震风险 。已有一些 预报爆破振动峰 值速度 的公式和方法 ， 但在超 出了推导这些公式的特定条件时 ， 它们是不适用的。爆破地震波在岩土体 中传播时 ， 地面振
Ａ ＝Ｋ Ｑ Ｒ一 （） １
们 的重视 。而进 行爆破 振 动强 度 预报 方 法研 究 是实 现 对 其准确 预报 、 效控 制和安全 实施 爆破 的迫切 需要 。 有
式 中 ： 地 震动 最 大 幅值 ； ４为 Ｑ为 药量 ； Ｒ为爆 心距 （ 震
源距 ） Ｋ， ， 为场地 常数 。 ； ｎｍ 具体地 ， 种主要 形式如 下 Ｊ 几 ： 日本采 用 的地震 动最大 速度经 验公式 ：
爆破安全技术 拓展阅读：爆破振动效应的控制
爆破振动效应的控制在各类工程爆破中，炸药爆炸产生的能量有很大一部分消耗在药包周围介质的过度粉碎以及爆破有害效应的转化中。
这些有害效应包括爆破引起的振动、个别飞散物、空气冲击波、噪声、水中冲击波、动水压力、涌浪、粉尘、有害气体等。
首先，我们一起来看看爆破所引起的振动效应。
一、爆破振动效应及安全标准（一）基本概念1. 爆破振动爆破振动（blast vibration）指爆破引起传播介质沿其平衡位置作直线或曲线往复运动的过程。
2. 质点振动速度质点振动速度（particle vibration velocity）是指爆破振动波作用下，介质质点往复运动的速度。
3. 质点峰值振动速度质点峰值振动速度（peak particle velocity /PPV）指爆破振动波在三个垂直方向上的质点运动速度最大值。
4. 爆破振动持续时间爆破振动持续时间（duration of vibration）指爆破振动波从开始振动到振幅衰减到零所经历的时间。
5. 爆破振动频率爆破振动频率（vibration frequency）指爆破振动质点每秒振动的次数。
6. 爆破主振频率爆破主振频率（main vibration frequency）指介质质点最大振幅所对应波的频率。
（二）爆破振动的影响因素及基本特征1. 爆破振动的影响因素爆破振动在产生和传播过程中，主要受爆源（包括炸药量大小、炸药种类、药包形状、自由面数量、爆破方法等）、离爆源的距离、爆破振动传播区域的地质地形条件影响。
2. 爆破振动的基本特征（1）爆破振动持续时间很短。
一般一次振动只有几十毫秒至几百毫秒，即使对于多段微差爆破，其振动时间也在秒的量级中。
而天然地震振动时间长，一般一次振动能持续几秒至十几、几十秒，所以其破坏能量往往比爆破振动大很多。
（2）爆破振动频率较高。
一般主振频率为5～500Hz，不易引起建筑物共振破坏，破坏性相对较弱。
而天然地震频率低，一般主振频率为0.5～5Hz，这与大多数一、二层结构民用建筑固有频率比较接近，易引起共振破坏，其破坏性强。
钻孔爆破中质点振动速度的预测公式探讨
第20卷 第3期2003年9月爆 破B LASTINGVol.20 No.3 Sep.2003 文章编号:1001-487X (2003)03-0075-04钻孔爆破中质点振动速度的预测公式探讨许海亮1,张继春1,郭建群1,2(1.西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;2.中铁一局集团公司第二工程公司,河北唐山063004)摘 要: 以人和场浅埋隧道掘进爆破的地震波实测数据为基础,通过分析隧道边墙和地表振动速度在不同爆破条件下的变化特征发现,同一测点的振动速度除了与药量、爆源距有关外,还与钻孔爆破的自由面条件有关。
针对萨道夫斯基公式不能反映钻孔爆破的自由面尺寸的不足,提出了可体现自由面面积对爆破震动强度产生较大影响这一特点的修正公式。
对实测振动速度的预测计算表明,该修正公式的准确率比萨道夫斯基公式高80%,且对于质点振动速度大于0.5cm/s 的测点,其相对误差不超过5%的测点数达90%以上,而萨道夫斯基公式的相应值则小于15%。
关键词: 钻孔爆破; 振动速度; 预测公式中图分类号: TD 235.14 文献标识码: AInvestigation on Formula of Predicting the ParticleVibration V elocity in Drilling B lastingX U Hai 2liang 1,ZHA N G Ji 2chun 1,GU O Jian 2qun1,2(1.School of Civil Engineering ,Southwest Jiaotong University ,Chengdu 610031,China ;2.The Second Engineering Co ,China Railway the First Bureau Group Co ,Tangshan 063004,China )Abstract : On the basis of practically measured data from seismic wave in a tunnel driving blasting ,it is found ,from analyzing the variation characteristics of vibration velocites of tunnel slope and surface under different explosive conditions ,that the vibration velocity of a measured point is related to the free surface of drilling blasting besides the dose and blasting distance.A revised formula ,which can reflect the influence of free surface on vibration in 2tense ,is put forward.The predicting calculation results show that the accuracy increases by 80%,the measured particles number reaches 90%with its relative error lower than 5%and vibration velocity higher than 0.5cm/s.K ey w ords : drilling blasting ;vibration velocity ;prediction formula 收稿日期:2003-06-13.作者简介:许海亮(1978-),男;成都:西南交通大学硕士研究生.1 引 言准确地预测爆破引起的质点振动速度是有效控制爆破震动危害的前提。
基于支持向量机回归爆破振动速度预测分析_史秀志
第15卷 第3期2009年9月 工程爆破ENGINE ERING BLAS TING Vol 15,No 3September 2009文章编号:1006-7051(2009)03-0028-03基于支持向量机回归爆破振动速度预测分析史秀志,董凯程,邱贤阳,陈小康(中南大学资源与安全工程学院,长沙410083)摘 要:运用支持向量机回归(SVM R)预测理论,对爆破振动质点振动速度进行预测,并与实测数据进行对比分析。
通过与RBF 神经网络、传统预测方法进行对比分析,运用支持向量机回归理论预测方法能较好地预测爆破振动速度,对研究爆破振动特征及灾害控制具有一定意义。
关键词:支持向量机回归;质点振速峰值;预测中图分类号:T P391 9 文献标识码:AA N A LY SIS O F T H E PPV PREDICT ION OF BLA ST IN G V IBRAT IONBA SED ON SU PPO RT V ECT O R M ACH IN E REGRESSIONSH I X iu -z hi,DON G K ai -cheng ,QI U X ian -y ang ,CH E N X iao -kang(S chool of Resources and Saf ety Engineer ing ,Centr al S outh Univ er sity ,Chang sha 410083,China)ABSTRAC T:This article predicted the PPV of blasting vibration and contrasted the results with the m eas -ured data based o n support vector machine regression (SVMR)prediction theory.With the co mparative a -nalysis betw een the RBF neural netw o rk and traditio nal prediction method,the fact that the m ethod based on support vector m achine r eg ressio n theo ry co uld make a better prediction of the PPV o f blasting vibr ationand reduce prediction inaccuracy w as revealed,show ing the significance of the study o f blasting vibr ation character istics and the co ntro l of disasters caused by blasting.KEY WORDS:Suppor tive V ector M achine Regression(SVM R);Peak Particle Velocity (PPV);Predictio n收稿日期:2009-01-05作者简介:史秀志,副教授、博士,主要从事爆破与安全方面的研究。
爆破振动峰值速度预报方法探讨
型， 然后作图， 图中横坐标为频率， 纵坐标为孔与孔或 段与段的延期时间， 以不同频率对应叠加幅值大小，用 点的深浅来表示， 根据图案的深浅程度来挑选合适的 延时时间。这种深浅程度也就是波的相 消 或 相 长 干 涉。这种预报的可靠程度受单孔装药爆破波形的重复 性和雷管延期时间的精度影响较大。但在某种不变的 地质条件下， 仍有其优越性， 为了进一步 做 好 这 项 工 作， 引入模态分析的方法是必要的。爆点与测点地质 结构不变时， 传递函数也不变。这样就使得精确地预 报爆破地震的叠加问题成为可能， 当然这里的延时雷 管的精度问题不能忽视。
（ ４ ）
式中： Ｖ为 地 震 动 质 点 最 大 速 度 （ ｉ ｎ ／ ｓ ） ； Ｒ为 爆 心 距 （ ｆ ｔ ） ； Ｑ为炸药量（ ｌ ｂ ） ； Ｋ 、 α为场地系数。 Ｒ 为比尺距 １ ／ ２ Ｑ
１ ／ ２ 或称折算距离（ ｆ ｔ ／ ｌ ｂ ） 。 Ｋ＝ ０ ． ６ ５ ７～ ４ ． ０ ４ ，平均值 Ｋ
摘 要：爆破借助爆炸能做功， 它是一种在地上和地下工程中广泛使用的廉价、 经济的岩土开挖方式。爆破造成
的振动会对附近结构及周围场地产生不利影响； 振动峰值速度通常被用来评价爆破地震风险。已有一些预报爆破振动峰 值速度的公式和方法， 但在超出了推导这些公式的特定条件时， 它们是不适用的。爆破地震波在岩土体中传播时， 地面振 ｏ ｕ ｒ ｍ ａ ｐ 方法； 特别地， 作者还尝试利用人 动是复杂的， 受许多因素影响。论文探讨了爆破振动峰值速度预报的公式法和 Ｆ 工神经网络预报了爆破振动峰值速度。 关键词：爆破； 地面振动； 峰值振速； 强度预报； 人工神经网络 中图分类号：Ｔ Ｂ ４ １ 文献标识码：Ａ
爆破振动监测中振速预测影响因素分析
１ ） 在选 择爆 破 振动 速度 监测 系 统 时 ， 应 预先 估
计 被 测 信 号 的幅 值 和频 率 分 布 范 围 ，避 免 出现 削
波、 平 台等情 况 。 本 次监测 选 择 中科 测 控 Ｔ Ｃ Ｓ ． Ｂ ３三 轴 向振 动 速 度传 感 器 、 Ｔ Ｃ 一 ４ ８ ５ ０爆 破 测振 仪 ，该 设 备 自带 液 晶显示 屏 ，现场 可 以直 接设 置各 种 参数 ， 可 以 即时显示 波 形 图像 、 峰 值和频 率 等数据 。
ｃ Ｏ ｎ Ｓ Ｔ Ｒ Ｕ Ｃ Ｔ Ｉ Ｏ ｎ Ｓ Ａ Ｆ Ｅ Ｔ Ｙ
建筑盔 金 ２ ０ １ ６ 年 第 １ ２ 期
施工 安全
爆破振动监测 中振速预 测影响 因素分析
董 天雄
（ 重 庆 交通 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ７ ４ ）
【 摘
要 】在爆 破 振动监 测 中， 国 内主要 是采 用 萨道 夫斯基 公 式对爆 破振 速进 行预 测 ， 公式 中
（ 警
式 中： ｌ ／ 为测 点 质 点 振 速 峰值 ， ｃ ｎ Ｙ ｓ ； Ｑ 为 同段 最 大 装药量 ， ｋ ｇ ； 为测点到爆源 间距离 ， ｍ； Ｋ、 为 测
点 到爆源 间与 地形 、 地质有 关 的系数 。 对（ １ ） 式两 边取 对数 ， 则得 ： ｌ ｏ ｇ ｕ ＝ ｌ ｏ ｇ Ｋ＋ ｏ ｄ ｏ ｇ （ Ｑ ）
乘法 回归 拟和 ， 也可 以采 用规 范推 荐经 验值 。但 是 Ｋ、 ０ ｌ 值 影 响 因素 较多 ， 其具体 取值 对 于爆破 振动 预
测有 很 大影 响 ，其爆 破 试 验 工程 需 要 控制 误 。
化 砂 岩多夹 于泥 岩层 中 ， 岩芯 较完 整 ， 裂 隙 不发 育 ，
基于GRNN的金山店铁矿爆破振动峰值速度预测
基 于 ＧＲ Ｎ Ｎ 的金 山店 铁 矿 爆 破
振 动 峰 值 速 度 预 测 珠
刘 艳章， 邹晓 甜， 潘世 华， 陈 小强， 张 群， 张丙 涛， 柯丽 华
（ 武汉科技大学 资源与环境工程学 院 ， 武汉 ４ ３ ０ ０ ８ １ ）
摘
要： 为研 究爆破振动对金 山店铁矿地表 构筑物 和井下巷 道的影响 ， 引入广 义回归神经 网络 （ 期
爆
破
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ２
２ ０ １ ７年 ６月
ＢＬＡＳ ＴＩ ＮＧ
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０１ ７
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １— ４ ８ ７ Ｘ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ２ ． ０ ０ ４
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｒ ｏ ａ ｄ ｗ ａ ｙ
中图分类号 ： Ｔ Ｄ ２ ３ ５ ． ３
Ｐｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｐｅ ａ ｋ Ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｖｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｂｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ
爆破振动安全允许标准
--------表 4 爆破振动安全允许标准序号 123 4 5 6 7 89 10安全允许振速 v(cm/s) 保护对象类别f ≤10Hz 10 Hz<f ≤50Hz f ＞50Hz 土窑洞、土坯房、毛石房屋0.15～ 0.45 0.45～0.9 0.9～1.5 一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物1.5～2.0 2.0～ 2.5 2.5～3.0 钢筋混凝土结构房屋 2.5～ 3.5 3.5～4.5 4.5～5.0 一般古建筑与古迹0.1～ 0.2 0.2～ 0.3 0.3～0.5 运行中的水电站及发电厂中心控制室设备 0.5～ 0.6 0.6～ 0.7 0.7～0.9 水工隧道7～ 8 8～10 10～15 交通隧道10～ 12 12～ 15 15～20 矿山巷道 15～ 18 18～ 25 20～30 水电站及发电厂中心控制室设备5～ 98～1210～15新浇大体积混凝土 (C20) ：龄期：初凝～ 3 天 1.5～ 2.0 2.0 ～2.5 2.5～ 3.0 龄期： 3 天～ 7 天 3.0～ 4.0 4.0 ～5.0 5.0～ 7.0 龄期：7 天～28 天 7.0～ 8.0 8.0～10.010.0～12.0爆破振动监测应同时测定质点振动相互垂直的三个量。
注 1：表中质点振动速度为三个分量中的最大值，振动频率为主振频率。
注 2：频率范围根据现场实测波形确定或按如下数据选取： 硐室爆破 f 小于 20 Hz ，露天深孔爆破 f 在 10 Hz ～ 60 Hz 之间，露天浅孔爆破f 在 40 Hz ～100 Hz 之间，地下深孔爆破 f在 30 Hz ～100 Hz 之间，地下浅孔爆破 f 在 60 Hz ～300 Hz 之间。
爆破振动信号时频分析与爆破振动特征参量和危害预测研究
爆破振动信号时频分析与爆破振动特征参量和危害预测研究爆破振动信号时频分析是研究爆破振动危害控制的基础，爆破振动特征参量预测和危害预测是控制爆破振动危害的前提。
本文以作者近年负责和参与的多个爆破安全项目作为工程依托，在大量爆破振动观测数据的基础上，应用时频分析理论技术、粗糙集理论和模糊神经网络理论，在比较各种类型的时频变换的基础上，选择了适合爆破振动信号分析的二次型时频变换；利用选择的变换分析了不同条件下爆破振动信号的时频特征；采用粗糙集模糊神经网络建，立了爆破振动预测模型；利用建立的模型预测了铜绿山矿露天采场爆破振动的特征参量，建立了综合考虑爆破振动幅值、主频率、主频率持续时间以及结构动力特性等因素的铜绿山矿露天采场周围民房破坏程度的预测模型。
对照国内外爆破振动信号分析和预测相关研究，取得了如下创新性研究成果：(1)通过对各种类型的时频变换处理爆破振动信号进行比较，得出二次型时频变换是一种更加直观、合理、时频分辨率更高的信号时频表示方法，该方法在爆破振动信号处理方面的应用，可以使研究人员获得更详细、更精确的爆破振动信息；选择了重排平滑伪wigner-Ville分布作为爆破振动信号分析的二次型时频变换。
(2)首次采用重排平滑伪Wigner—Ville分布对不同条件下的爆破振动信号进行了分析，揭示了不同条件下爆破振动信号的时频特征。
得出了单段和多段爆破振动信号都具有多主频特征，信号最大幅值对应多个频率，信号的主频率应是最大能量密度对应的频率，主频率在时域内一般有较长的持续时间的结论。
(3)首次应用基于粗糙集的模糊神经网络实现了爆破振动特征参量(峰值质点振动速度、主频率和主频率持续时间)的预测。
(4)首次应用基于粗糙集的神经网络实现了综合考虑爆破振动幅值、主频率、主频率持续时间以及民房结构动力特性等因素的对民房破坏程度预测。
(5)首次应用粗糙集理论对爆破振动特征参量的影响因素和民房破坏程度的影响因素进行了敏感性分析。
隧道内部爆破质点峰值振速分析与预测
隧道内部爆破质点峰值振速分析与预测周亚林【期刊名称】《黑龙江交通科技》【年(卷),期】2024(47)4【摘要】为了进一步提高隧道内部爆破质点峰值振速的预测精度,通过记录测取隧道爆破开挖现场的爆破参数与振动波形,分析了隧道内部爆破质点峰值振速的分布特性,建立了隧道内部爆破质点峰值振速预测模型。
竖直方向的爆破质点峰值振速与水平切向、水平径向的爆破质点峰值振速有显著差异,且竖直方向上爆破质点峰值振速各项统计量均较大。
对断面测点的位置而言,竖直方向上拱腰与边墙的爆破质点峰值振速分布相似,拱顶与底板的爆破质点峰值振速可归为一类,拱顶与地板爆破质点峰值振速的最大值、平均值等均显著大于拱腰与边墙爆破质点峰值振速的最大值、平均值等。
从测试集拟合优度R^(2)而言,基于萨道夫斯基公式的拱顶与底板模型、拱腰与底板模型在测试集上的R^(2)分别为0.64与0.78。
基于XGBoost的拱顶与底板模型、拱腰与底板模型在测试集上的R^(2)分别为0.93与0.91,相较于萨道夫斯基公式R^(2)分别提高了45.3%与16.7%。
XGBoost模型实现了隧道内部爆破质点峰值振速的精准预测,可满足工程现场的应用需求。
【总页数】4页(P151-154)【作者】周亚林【作者单位】中铁十六局集团路桥工程有限公司【正文语种】中文【中图分类】U544.4【相关文献】1.盾构隧道孤石预爆破地表质点峰值振速衰减公式2.爆破下质点峰值振速大小的多元回归分析3.临近燃气管道的爆破质点峰值振速预测4.地铁隧道爆破施工影响的邻近居民楼质点峰值振速研究5.数码电子雷管逐孔起爆下质点峰值振速预测研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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基于某矿地形特征的爆破震动振速峰值预测摘要：
影响爆破震动速度的因素有很多，而萨式公式仅仅反映了最大段装药量Q、爆心距R与爆破震动速度v的关系，其他影响因素只以K、α两个系数概括，并未真正的涉及如自由面方位、传播路径等地形特征以及地质因素的影响。
通过某矿现场的爆破震动监测，发现测点爆破震动速度的大小受地形特征的影响较大。
从自由面方位角以及传播路径地形情况两个方面分析不规则地形条件对质点爆破震动速度大小的影响，进而探讨相应的爆破震动预测方法。
关键词：
地形特征爆破震动预测
台阶爆破是目前国内外普遍采用的一种矿石开采方式。
该技术虽在一定程度上加快和满足了企业的生产需要，但由于炸药爆炸时产生的巨大能量，其引发的爆破地震波往往也会给周边村民的生活带来不利影响。
为了控制和降低爆破震动危害，通过在某矿地形条件下爆破震动波传播特性和影响因素的探究和分析，在现有爆破震动预测方法的基础上，探索在地形条件影响显著的条件下爆破震动的预测方法。
同时，引申该预测方法适用于其他不同的矿山。
1自由面方位角对爆破震动速度的影响
在我国，矿山爆破震动幅值预测通常采用萨道夫斯基公式：
V=K(Q n
／R)α
式中：
V为质点震动速度，cm/s；K为与爆破场地条件有关的参数；Q为最大段装药量，kg；R为测点到药包中心的距离，m；α为与地质条件有关的系数。
通过对相近装药量、相近距离、不同自由面角度的现场实测质点震动速度的对比分析发现，质点震动速度与爆区的自由面角度之间存在一定的变化关
系。
为了定量分析自由面朝向与爆破震动速度大小之间的关系，对自由面方位角做出如下定义。
自由面方位角：
是指自由面的外法线与爆区中心指向测点连线分别在水平面投影的夹角。
根据自由面方位角的定义，自由面方位角θ的取值范围为0°到180°之间。
1,1基于自由面方位角的爆破震动公式
对岩石爆炸能量分布的研究表明，对于台阶炮孔爆破，冲击波的能量约占总能量的28%，扩腔和抛掷岩石的能量约占总能量的50%。
又由于爆破时能量在爆区周围均匀分配，而传向自由面方向的能量主要用于抛掷岩石，故而，自由面方向地震波形式的能量最少，背向自由面方向地震波形式能量最多。
因此，自由面方位通过影响地震波能量的分配，影响爆破震动质点振速。
根据现场多次爆破震动测试经验，假设自由面方位角与爆破震动质点振速正相关。
从而将爆破自由面方位角θ引入萨道夫斯基公式，修正萨道夫斯基公式为
1.2爆破震动公式的验证
为说明本文提出的爆破震动速度公式的准确性和可靠性，下面用表1的10组爆破震动现场监测数据进行分析、验证。
用表2中的数据样本按照公式(1-1)进行回归计算，求得萨道夫斯基公式4传播路径地形对爆破震动速度的影响
5结论
(1)在分析爆破震动测试数据的基础上，研究了爆破震动影响因素与爆破震动速度之间的内在联系。
首先，对自由面方位角这一爆破震动影响因素进行了分析，并且对萨氏公式进行了修正。
而后，用10组实测爆破震动数据对公式进行验证，其中，修正后的爆破震动预测公式的预测值有7组较萨氏公式的预测值更接近实测值，该比例为70%。
(2)在确立了反映自由面方位角的爆破震动预测公式的基础上，进一步对影响爆破震动的传播路径地形因素进行了定量的探讨和分析，最后得到了基于地形特征的爆破震动质点振速预测公式，经过验证，该公式预测的平均误差为
18.7%，较xx公式的预测误差降低
8.9%。
此外，此外，由于该公式基于地形特征的特性，充分考虑了自由面方位角和地震波传播路径地形情况对爆破震动的影响，与其它基于矿山区域的预测方法相比，更具有普遍适用性。
（3）虽然本文提到的预测方法较普法精确度有了很大的提高，但是适用条件仍然比较局限，可作为今后类似研究的参照，笔者也将在以后的研究工作中也将进一步探索量化地质因素的有效方法。