[发明专利]一种爆破振动多参数安全评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种爆破振动多参数安全评价方法。

背景技术

目前的爆破振动安全标准都是以质点振动峰值速度为基本参数，结合振动信号主频来进行爆破振动安全评判的，而没有考虑爆破振动信号的频谱构成、振动能量分布、持续时间和结构振动特性等参数，因而其振动安全评判的可靠性是不能保障的，在工程应用方面也存在一定程度的局限和不足，造成一些不必要的财产损失和民事纠纷。通过爆破振动多参数安全评价方法全面评判爆破振动对建筑物与人员的影响，减少爆破施工扰民和对结构的损坏，不仅具有重要的理论价值，而且具有广泛的应用前景。对保障生产顺利进行、经济健康持续发展、建设和谐小康社会、维持社会稳定等方面具有重要经济和社会安全意义及实际工程应用价值。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有爆破振动安全评判标准中采用单一参数指标的缺陷，提出一种综合考虑爆破振动振动幅值、多个振动优势频率和持续时间以及信号能量分布、结构动力特性等参数的可靠、准确评价爆破振动安全性的方法。

本发明一种爆破振动多参数安全评价方法，其包括如下步骤：

步骤1、通过小波包分解和重构技术将采集到的爆破振动信号表示为由不同振幅和不同频率的简谐波叠加，获得简谐荷载作用下结构体系的动态响应表达式：

若单支重构信号V_ij所在频段的幅值为经过傅立叶变换后求得的该频段的主频为则圆频率将该支信号表示为简谐正弦波形式：其中t为振动持续时间,i为小波包分解的层数，取正整数，j为小波包分解后的第i层的第j个节点，则爆破振动信号V可表示为：

V=Σj=02i-1Vij*sin(ωij*t)]]>

结构体系的动态响应表达式可近似为：

式中η_ij、分别表示单支重构信号V_ij作用下引起的结构动态响应的速度因子和相位角，这些值在小波分解时计算得到ω^*_ij为单支重构信号V_ij所在频段的幅值、主圆频率，β_ij为稳态反应放大系数；

步骤2、计算简谐载荷的振动能量并进行归一化处理：

设单支重构信号V_ij对应的振动能量为E_ij，则有

Eij=∫|Vij(t)|2dt=Σk=1n|vjk|2]]>

式中：v_jk(k＝1,2,...,n)为重构信号V_ij离散点的幅值；归一化后的能量比例en_ij表示为：