地铁隧道爆破振动测试及时频特征分析

发布时间：2021-12-31 00:43

　　为确保某市地铁隧道安全、高效地爆破开挖,采用网络测振仪测试了隧道掘进爆破时周边建（构）筑物的爆破振速。基于频率切片小波变换开展时频特征分析,首先得到了测振信号的全频带时频分布特征,进而通过5个主成分频率切片区间更进一步精确提取了爆破振动信号时域、频域分布特征,并得到了相应频带内的爆破振动重构分量。实测数据时频特征分析表明,频率切片小波变换具备独特的信号分析优势,适用于地铁爆破振动信号时频特征提取;此次地铁隧道钻爆法开挖产生的质点峰值振速在0.07～0.85 cm/s之间,主频在13.3～68.9 Hz之间,爆破振速处于《爆破安全规程》规定的安全阈值范围内,爆破方案基本合理。 

【文章来源】：爆破器材. 2020,49(06)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

周边环境及测点位置

根据式(10),可取 κ= 2 /2η,且设v=0.5,η= 0.025,则κ=28.28。因此,在地铁隧道爆破振动信号频率切片变换中可使用p(ω)=e-0.5ω2、λ=1、δ=ω/κ、κ=28.28。在此基础上,可首先采用奈奎斯特频带区间[0,1 024] Hz作为首次分析的频率切片区间,再采用Matlab 2015b按照式(1)～式(10)进行编程并运行程序后,可得到图2中4个垂向振动信号时频谱图。图3为采用奈奎斯特频带区间的全频带频率切片小波变换结果。时频图中呈现不同颜色分布,体现了爆破振动信号在时域和频域上的分布情况。本炮次地铁爆破振动信号4个垂向信号作为代表,振动信号频率成分主要分布在[0,200] Hz频带区间内。可见,通过频率切片小波变换算法能够实现地铁爆破振动响应信号的时频分析,但在全频带条件下的时频分辨率较低,需要进一步开展精细化分析。

在图4、图5中可观察到A、B、C、D、E 5个能量相对较强的色带,将这5个色带对应频率区间作为开展爆破振动信号时频特征进一步分析的主成分频率切片区间。相应的在[12,20]Hz、[24,39]Hz、[51,58]Hz、[64,85]Hz、[95,116]Hz内进行频率切片小波变换细化分析,得到图6中对应频率区间的时频分布。根据式(11)编写频率切片小波逆变换的计算程序,分别得到5个主成分频率切片区间对应频率范围内的重构信号,如图7所示。图4 [0,200] Hz频带的频率切片分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]远程测振系统在群楼拆除爆破振动监测中的应用[J]. 徐洋,谢全民,梅比,贾永胜,姚颖康.  工程爆破. 2019(06)
[2]新建隧道爆破开挖对既有隧道影响及控制技术研究[J]. 杨明宇,王晓宇,冮凯.  北方交通. 2019(01)
[3]既有隧道扩建爆破振动数值模拟研究[J]. 刘冬,高文学,孙宝平,刘丹卉,周世生.  岩土力学. 2016(10)
[4]工程爆破远程测振系统[J]. 曲广建,谢全民,朱振海,高英,梅比,江滨.  工程爆破. 2015(05)
[5]频率切片小波变换在爆破振动信号时频特征精确提取中应用[J]. 郭涛,方向,谢全民,严中红,范磊.  振动与冲击. 2013(22)
[6]爆破振动作用下既有铁路隧道结构动力响应特性[J]. 蒋楠,周传波.  中国铁道科学. 2011(06)
[7]近距离交叉隧洞爆破对既有隧道的振动影响[J]. 叶培旭,杨新安,凌保林,张业炜.  岩土力学. 2011(02)
[8]邻近隧道掘进爆破对既有隧道的影响[J]. 钟冬望,吴亮,余刚.  爆炸与冲击. 2010(05)
[9]不同布置条件下邻近隧道掘进爆破对既有隧道的影响[J]. 吴亮,钟冬望.  煤炭学报. 2009(10)

博士论文
[1]轨道交通与大城市形态互动演化关系研究[D]. 王晓荣.北京交通大学 2018

硕士论文
[1]快速公交系统的适应性分析与实践研究[D]. 李智宏.西南交通大学 2006



本文编号：3559293