[发明专利]一种基于岩体应变能的瞬态卸荷诱发振动预报方法

权利要求书

1.一种基于岩体应变能的瞬态卸荷诱发振动预报方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1，基于量纲分析建立开挖岩体释放的应变能S_a与瞬态卸荷诱发振动的峰值振速v间的函数关系：其中：ρ为开挖岩体密度；V为开挖岩体体积；r为质点到爆源中心的距离；K、α为衰减系数；

步骤2，布置炮孔进行起爆，采用振动监测仪获取监测点处的围岩振动波形信号，并基于围岩振动波形信号获得瞬态卸荷诱发振动波形信号，从而获得瞬态卸荷诱发振动的峰值振速；

步骤3，根据深埋地下洞室爆破开挖场地环境及设计参数，获得开挖岩体释放的应变能S_a；

步骤4，基于瞬态卸荷诱发振动的峰值振速及其对应的质点到爆源中心的距离、以及开挖岩体释放的应变能S_a和开挖岩体体积，采用非线性拟合方法获得衰减系数K和α值，所述的质点到爆源中心的距离根据监测点位置获得；

步骤5，将K和α值代入中，即得到瞬态卸荷诱发振动预报公式，基于瞬态卸荷诱发振动预报公式对深埋地下洞室开挖瞬态卸荷诱发振动进行预报。

2.如权利要求1所述的基于岩体应变能的瞬态卸荷诱发振动预报方法，其特征在于：

步骤2进一步包括子步骤：

2-1在围岩表面和/或内部选择监测点，并在监测点布置振动监测仪；

2-2布置炮孔并依次起爆各段炮孔，采用振动监测仪获取各监测点处的围岩振动波形信号；

2-3从围岩振动波形信号中分离出低频信号，所分离的低频信号即为瞬态卸荷诱发振动波形信号；

2-4根据瞬态卸荷诱发振动波形信号获得瞬态卸荷诱发振动的峰值振速。

3.如权利要求2所述的基于岩体应变能的瞬态卸荷诱发振动预报方法，其特征在于：

子步骤2-3中采用数字信号处理系统的FIR低通滤波方法从围岩振动波形信号中分离出低频信号。

4.如权利要求1所述的基于岩体应变能的瞬态卸荷诱发振动预报方法，其特征在于：

步骤4进一步包括以下子步骤：

4-1对瞬态卸荷诱发振动的峰值振速及其对应的质点到爆源中心的距离进行非线性拟合，获得瞬态卸荷诱发振动的峰值振速和质点到爆源中心的距离的函数关系，所述的质点到爆源中心的距离根据监测点位置获得；

4-2基于瞬态卸荷诱发振动的峰值振速和质点到爆源中心的距离的关系以及开挖岩体释放的应变能S_a、开挖岩体体积V获得衰减系数K和α值。

5.如权利要求4所述的基于岩体应变能的瞬态卸荷诱发振动预报方法，其特征在于：

子步骤4-1进一步包括：

a、根据开挖岩体体积V、瞬态卸荷诱发振动的峰值振速v及其对应的质点到爆源中心的距离r，计算ln(V_i^1/3/r)和ln(v_i)值；

b、对ln(V_i^1/3/r)和ln(v_i)值进行非线性拟合，获得ln(V_i^1/3/r)和ln(v_i)的函数关系。

6.如权利要求4所述的基于岩体应变能的瞬态卸荷诱发振动预报方法，其特征在于：

子步骤4-1具体为：

c、基于ln(V_i^1/3/r)和ln(v_i)的函数关系以及开挖岩体释放的应变能S_a、开挖岩体体积V，获得衰减系数K和α值。

7.如权利要求4所述的基于岩体应变能的瞬态卸荷诱发振动预报方法，其特征在于：

子步骤4-1中所述的非线性拟合为最小二乘法。