基于VMD及能量熵的隧道爆破振动信号降噪方法

为从监测信号中获得真实的隧道爆破振动信号,引入一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)及能量熵的隧道爆破振动信号降噪方法。首先,在不同K值条件下对监测信号进行变分模态分解,得到一系列本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),计算各模态分量与原信号的相关系数,根据相关系数确定最优K值;然后,对原信号进行变分模态分解,得到一系列中心频率由高到低的本征模态分量,计算每个模态分量的能量熵,确认噪声与信号的分界;最后将信号分量进行重构,得到降噪后的隧道爆破信号。将该信号降噪方法应用于实际爆破振动信号处理,结果表明:与经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)降噪法相比,信噪比更高,剩余能量百分比更高,均方差更低,反映出所提降噪方法在隧道爆破振动信号处理中具有一定的适用性。

公路隧道爆破振动对洞口区域建筑物的影响研究

在贵州省高速公路某隧道进行爆破开挖时,采用现场监测的方法研究隧道爆破振动对洞口区域建筑物的影响。依据测点布设原则,选取爆破振动影响区域具有代表性的4栋区域建筑物开展监测,根据第一次监测结果,结合现场的实际情况,确定区域建筑物的爆破振动安全允许标准为2.0 cm/s,以此推算爆破作业最大段装药量的限定范围为12.3~13.2 kg,据此将最大段装药量调整为13.0 kg。调整爆破方案后的监测结果表明:4个测点的峰值振速均小于2.0 cm/s,结合调整爆破方案前和调整爆破方案后的现场调研情况,验证选定的区域建筑物振动控制标准和最大段装药量取值的建议是合理可行的。

渗流—应力耦合下隧道爆破开挖对邻近水坝影响因素分析

为研究隧道爆破施工作用下邻近水库大坝的安全性,以浙江义东高速公路防军隧道出口段麻车坑水库为研究对象,通过理论分析阐述了大坝的振动破坏过程,利用有限元软件MIDAS GTS NX数值模拟的手段,探讨了不同爆破炸药量、爆心距、坝前水位变化对水库大坝稳定性的影响,揭示了水库大坝应力与振速的变化规律,并进一步引入Morris筛选法对各因素的影响程度进行评价分析。研究结果表明,影响水库大坝稳定性控制变量因素的主次关系为炸药量>爆心距>坝前水位;水库大坝的应力峰值与振速峰值随着隧道炸药量的增大、坝前水位的增高、爆心距的减小而增大;隧道爆破施工时,可以采取提前排放库水、控制炸药量及爆心距等方式使水库大坝受到的损伤降到最低,研究结论可为邻近隧道爆破施工水库安全防护提供参考与借鉴。

基于改进云模型的隧道爆破效果综合评价研究

针对隧道爆破效果综合评价的不确定性问题,提出基于改进云模型与组合赋权的评价方法。结合现场工程经验与相关研究,选择平均线性超挖量、平均线性欠挖量、炮孔利用率、周边孔半孔痕率、大块率以及炸药单耗为评价指标,结合序关系分析(G1)法与基于指标相关性(CRITIC)法对各指标赋权,借助改进云模型对爆破效果数值及等级区间进行同向化处理,从而构建爆破效果综合评价模型。以某隧道为实例进行验证,模型分析结果表明在当前的爆破设计方案和生产水平下该隧道爆破效果的综合评价等级为“较好”,指明了影响爆破效果的主要因素,为进一步优化爆破设计参数提供了方向。

节理岩体隧道爆破周边孔分区布设方法与应用研究

节理的存在会影响爆炸应力波传播,其走向与周边孔连的夹角和相对位置的变化会对爆破效果产生不同的影响。基于应力波在不同角度节理岩体中的衰减规律,提出了节理岩体隧道爆破周边孔分区布设方法,对节理与周边孔连线夹角为30°、60°、90°以及平行时的周边孔参数进行了优化。结合LS-PREPOST数值仿真和现场爆破试验,从岩体损伤深度和爆破振动速度方面对分区布设方法进行了验证。结果表明:通过对周边孔的分区布设,岩体的损伤深度与爆破振动速度明显优于原始周边孔布设方案。结合铜梁至安岳高速公路巴岳山隧道研究段地质条件,将节理与周边孔连线夹角为30°、60°、90°以及平行时的周边孔间距分别设置为43 cm、50 cm、58 cm、60 cm。爆破后平均超挖值可控制在18 cm,每延米混凝土超耗均控制在100%以内。研究结果为大断面节理岩体隧道爆破超欠挖控制提供参考。

我国铁路隧道爆破技术现状及趋势

我国铁路隧道建设数量多、里程长,钻爆法以其独有的优越性成为隧道建设过程中最常用的方法,而爆破不仅是隧道开挖的第一道工序,也是钻爆法的核心。通过梳理总结铁路隧道爆破技术的发展历程,将隧道爆破技术的发展划分为起步、发展、缓滞和飞跃4个阶段;从钻孔设备、装药设备、地质信息获取、智能设计软件和爆破技术几个方面详细介绍了我国铁路隧道爆破技术发展现状,指出我国铁路隧道爆破已进入机械化施工的开端;同时也阐述了铁路隧道爆破将由机械化向智能化发展的趋势。

隧道爆破振动中掏槽段的波形预测方法

为探讨隧道爆破振动响应的分布特征,对掏槽爆破诱发的爆破振动波形展开预测。基于等效的球形爆源理论,引入一种地表爆破振动波形的预测方法,首次将频率的影响纳入爆破振动波形的预测研究中,推导得到等效球形爆破荷载作用下的地表爆破振动波形的符号表达式。以此为基础,构造形式简洁的爆破振动波形预测函数。依托具体隧道爆破的现场监测数据对预测函数的可靠性进行验证。结果表明:理论波形与实测波形在爆破振动曲线总体趋势上表现出良好的一致性。二者对应的质点峰值速度与振动周期基本相同。这种对比结果可验证该文引入方法的可行性。

周边孔外插角对隧道爆破超挖的影响:以巴岳山隧道工程为例

为研究周边孔外插角对于隧道爆破开挖超挖的影响,依托铜安高速中的巴岳山隧道工程,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了隧道周边孔外插角为3°、4°、5°的三维数值模型,数值模拟计算得出结果后,分析围岩损伤以及有效应力与周边孔外插角大小的关系。结果表明:随着周边孔外插角的增大,超挖量也随之增大,外插角为4°和5°时岩体超挖超过了15 cm;当外插角大于4°和5°时,岩体的有效应力超过了岩体强度;基于对围岩损伤和有效应力的分析,周边孔的外插角不宜大于4°。

邻近民房集中区隧道爆破施工技术应用研究

针对邻近民房集中区隧道钻爆法施工爆破对建筑物产生扰动的问题,研究从爆破参数和振动控制措施2个方面开展了隧道控制爆破技术分析,选取爆区7处民房进行监测,结合现场实际情况,确定民房安全允许振动速度为0.5 cm/s,预警值为安全允许振动速度的80%,以此计算出爆区与被保护物体距离和单响控制药量之间的关系。现场对邻近建筑物振动峰值振速、隧道洞内变形和地表沉降进行监测,结果表明:峰值振速监测中75%以上的数据小于0.5 cm/s,95%以上的数据小于1.0 cm/s,现场位移监测结果满足施工管理控制标准,最终验证了该爆破技术可最大程度地降低爆破对周围建(构)筑物的影响,隧道结构处于稳定状态。

基于深度学习目标检测模型的单线单洞隧道爆破布孔与钻孔精度监控技术研究

隧道爆破布孔钻孔的精确性直接影响到工程质量和施工安全,在复杂地质条件下,传统布孔钻孔技术造成孔位误差大、人力资源消耗高。采用智能化深度学习技术YOLOv5目标检测算法,对隧道爆破布孔钻孔的位置、角度和深度进行精准定位,并通过孔位偏差计算公式量的调整和优化,确保工程质量,有效解决传统布孔钻孔方法对隧道爆破效果的影响。

邻近既有线隧道爆破施工安全性评价方法研究与应用

分析当前邻近既有线隧道爆破施工安全性评价的主要方法,综合采用爆破振动速度评价法和工程类比法,针对爆破隧道和被保护既有线路进行爆破试验并监测振动速度等相关参数,可以拟合得出爆破振动速度和爆破距离、最大单响药量之间的关系.利用拟合的关系式,计算最不利条件下的振动速度,结合安全限值,可以对爆破施工进行安全评价.该方法可以方便、准确评价邻近既有线隧道爆破施工的安全性.通过工程实例应用和验证,该方法简便易行,结果可靠.

隧道爆破施工对邻近现有桥梁爆破振动监测技术研究

随着城市基础设施的快速发展,隧道爆破施工成为了一项至关重要的技术。这一过程常常会对周边的现有桥梁造成振动影响。鉴于铁路工程建设及运营的安全性,对这些邻近桥梁进行振动监测显得尤为关键。本研究以左、右上金隧道和旺村隧道为案例,选定沪昆线和杭长高铁等影响范围内的建筑物和构筑物作为研究对象。研究内容涵盖了爆破振动监测和现有隧道的全断面三维激光扫描等方面的深入探讨,实现了对现有桥梁与隧道的潜在影响的全面监测。本研究不仅在工程实践中具有广泛应用价值,而且为相关领域的研究提供了宝贵的经验和见解。

隧道爆破开挖质量控制的应用研究

隧道爆破开挖质量不良会引发隧道安全事故,本文结合隧道工程实际案例,分析爆破开挖过程中存在的超欠挖问题。研究了超前地质预报与监控量测技术、爆破方案优化与超欠挖控制以及围岩损伤圈测量等方面的应用,提出了相应的控制措施,可确保工程安全和顺利进行。同时采用数值模拟分析有效地预测爆破的效果,为爆破参数优化提供依据,指导爆破施工,提高了隧道爆破工程的安全性。

特长隧道爆破技术的绿色施工与环境保护

以“特长隧道爆破技术的绿色施工与环境保护”为题,探讨了特长隧道爆破技术在施工过程中对环境的影响及其绿色施工与环境保护的措施。介绍了特长隧道爆破技术的背景和发展现状,并分析了特长隧道爆破对地质环境、空气环境和水环境的影响,重点讨论了振动与噪声、粉尘排放和水体污染的问题。提出了绿色施工措施,包括优化爆破参数与控制、粉尘与气体排放治理、水环境污染防治等方面的技术手段和方法。通过本文的分析,旨在探索一种符合可持续发展理念的施工模式,以减少对环境的不良影响。

高速公路工程隧道爆破施工技术分析

随着社会经济的高速发展,交通运输的需求日益增长。为了满足人们对快捷便利出行的追求,高速公路工程的建设变得愈发重要。而在高速公路建设中,隧道爆破施工技术无疑扮演着重要的角色。隧道爆破施工技术是一种高效、快速的施工方法,它以爆破为手段,在地质复杂、土壤条件不良的地区,能够迅速开凿隧道,为高速公路的建设提供了有力的支持。本文结合工程实际,首先介绍高速公路隧道爆破施工的特点,接着重点研究了爆破施工的设计,希望能对相关人员有所启发。

隧道爆破施工数值分析及其影响研究

为保障水库下新建公路隧道爆破不会造成边坡安全问题,采用数值分析方法,研究隧道爆破时围岩及邻近边坡的振动速度,并与规范公式计算成果对比,以此评估爆破时高边坡的安全性。结果表明,在距离爆破点5m外,采用规范公式的计算成果与数值计算基本相同,高边坡表面点的振速反应滞后约0.1s,爆破引起的高边坡表面监控点的速度最大值为0.05cm/s,振动加速度0.004m/s^(2),远小于规范要求,本工程拟定的隧道爆破工艺基本可保证边坡安全。

基于叠加原理的隧道爆破近区振动规律研究

为了改善隧道近区振动强度预测的准确性,以线性叠加理论的假设条件为基础,建立了符合现场实际的隧道近区振速计算模型。以北京兴延高速公道浇花峪右线隧道,里程为YK28+190到YK28+354范围内实测数据验证模型的可行性,并对隧道近区振动规律进行研究。研究表明:(1)基于波形叠加的爆破振动预测模型适用于隧道近区振动预测;(2)随着单孔装药量的增加,平行于掌子面的隧道截面上能量密度增加,振速等值线的强度增大,轮廓形态出现变化,中心测线振速的增长幅度大于两边,在爆破近区这种现象尤为明显;隧道已开挖区垂直掌子面的测线方向上,随着离爆源的距离增加,振速的衰减速度逐渐变小。(3)随掏槽孔孔数目的增多,相同数值的等值线外移,且等值线逐渐平缓;平行于掌子面的隧道截面上,振速的增加幅度逐渐减小。

基于熵值赋权法的节理岩体隧道爆破质量可拓学评价

基于物元理论,确定围岩因素、结构面因素、爆破参数因素及施工因素等4个方面,选取18个评价指标进行节理岩体隧道爆破质量可拓学评价。基于现场调查,主要考虑数据自身规律,提出熵值赋权法确定各评价指标权系数,在对典型断面隧道爆破质量的关联度计算基础上进行各断面爆破质量评价,并与《公路隧道施工技术规范》判定结果进行对比。同时,将评价结果与主要考虑专家经验的层次分析法及二者组合赋权法结果进行对比研究。结果表明:基于熵值赋权理论的可拓学评价结果,与《规范》判定结果相一致,优于层次分析法及组合赋权法的计算结果,说明可拓模型所选取的评价指标及所采用的权系数是合理可靠的,既证明了所选取指标的合理性及全面性,也可以很好的反映节理岩体隧道爆破质量等级,具有很强的工程实际意义。

隧道爆破振动下砌体结构局部动力反应研究

文章依托成渝客专新红岩隧道爆破工程,选取典型实测爆破地震波和典型二层砌体结构,分析了砌体结构的低阶整体模态和高阶局部模态,采用振型位移叠加法理论分析了隧道爆破振动下结构的位移和应力反应特征,研究了不同峰值振速下砌体砖墙的主拉应力分布及变化规律。结果表明:典型二层砌体结构1~5阶为低阶整体模态,固有频率为8.80~24.86 Hz,振型为整体均匀变形;6~20阶为高阶局部密集模态,固有频率为25.96~36.14 Hz,局部变形显著大于整体变形;高频的隧道爆破振动引起的结构位移很小,而局部构件上的内力要比位移大得多,这是因为结构内力计算中的振型幅值向量乘以了振型频率的平方;隧道爆破振动下结构的动力损伤主要由瞬时产生的高应力控制,而不是位移;砖墙的门、窗洞角处及砖墙与混凝土构件接触的应力集中部位和女儿墙、侧墙、中隔墙、阳台等局部构件振动较大的部位受拉应力较大,在隧道爆破振动下容易产生损伤。

野山河隧道爆破振动监测与分析

在野山河隧道爆破施工中,为了确保附近水电站的安全,在隧道掘进爆破过程中进行了爆破振动监测,应用基于最小二乘法的回归分析得出了K、α值;同时根据监测数据,运用基于M atlab的FFT方法对监测波形进行了频谱分析。