洞室爆破振动信号时频分析及能量分布研究

王子明， 闫建文， 杨振军

(西安理工大学 土木建筑工程学院， 陕西 西安 710048)

洞室爆破作为一种完成大量土石方开挖或抛填任务的爆破技术，一次性起爆药量较大，爆破段数较少，振动过程中会产生大量的能量，其引起的振动效应是影响爆破生产安全和边坡岩体稳定性的一个重要因素，故需对洞室爆破振动信号中携带的能量分布及爆破段数对能量分布的影响进行研究，而运用小波变换技术能较好地对振动信号各频带包含的能量值进行分析处理[1-6]。张耀平等[1]通过确定小波包层数，优选小波包基，运用MATLAB编程，得到能量的分布规律。晏俊伟等[2]为了深入研究爆破地震波特性, 应用小波变换方法对非平稳特点的爆破振动信号进行了能量分布特征分析。路亮等[3]结合应用实例，对实测信号进行多尺度的提升小波包分解后，得到了爆破振动各个频带的能量分布，总结了爆破振动信号频带能量的分布特征。杨智广等[4]采用理论分析与现场试验相结合的方法对爆破质点振速时程曲线进行EMD分解和Hilbert变换得出各频带的能量百分比以及总能量与距离的关系曲线。

学者们运用不同算法对振动信号的能量分布做了丰富的研究，但其研究对象多为小药量起爆产生的振动信号。而大洞室爆破起爆药量较大，振动信号包含的能量高，对洞室爆破的信号能量分布规律研究较少。在学者们对爆破振动信号研究的基础上，本文基于小波变换……