[发明专利]一种基于小波分析城区爆破安全控制的方法

说明书

本发明公开了一种基于小波分析城区爆破安全控制的方法，包括以下步骤：爆破参数设计；监测试爆地震波；分析爆破地震波，获得不同频带范围内爆破地震波衰减规律数据；建立爆破地震波的多频带小波系数预测模型；根据城区爆破要求及周边环境，调整爆破参数，提取波形振动强度、振动频率和振动时间，根据波形振动强度、振动频率和振动时间采用微差爆破干扰降振法来降低爆破振动强度，对周边建筑物的爆破振动进行控制和实时监测，并采取爆破飞石控制措施。本发明的方法，其能够根据城区爆破规范要求及周边复杂环境，调整爆破参数设计，从而控制爆破振动效应，提出爆破飞石控制措施，确保城区爆破施工安全。

技术领域

本发明属于城区爆破控制的领域，具体涉及一种基于小波分析城区爆破安全控制的方法。

背景技术

工程爆破在我国工程建设中广泛应用，但具有极大的风险性，尤其在城区复杂环境条件下进行爆破，如不采用风险控制措施，极易对工程周边建筑物及行人造成严重影响，危及生命与财产安全。因此，若能预先知道爆破振动时程和频率特征及其对周围建(构)筑物的振动效应，对于采取积极预防措施有效地控制爆破振动危害，具有十分重要的现实意义。

目前绝大多数学者都是针对爆破振动强度(即：爆破振动峰值质点速度)进行预测，众所周知，爆破地震效应由爆破地震波的振动强度、频率特征和时程等因素决定，仅仅对振动强度进行预测，并不能完全反映爆破地震波的实际作用效应。

因此，亟需发展一种更能准确反映爆破地震波的实际作用效应的爆破控制方法，为城区爆破安全控制提供更有效、可靠的方法。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种基于小波分析城区爆破安全控制的方法，其能够根据城区爆破规范要求及周边复杂环境，调整爆破参数设计，从而控制爆破振动效应，提出爆破飞石控制措施，确保城区爆破施工安全。

本发明采用了以下技术方案：

一种基于小波分析城区爆破安全控制的方法，包括以下步骤：

爆破参数设计：根据施工要求设计爆破参数；

监测试爆地震波：选取试爆地点、工况进行试爆，监测试爆过程中的爆破地震波；

分析爆破地震波：利用小波分析将爆破地震波分解到不同的频带上，获得不同频带上的爆破地震波，分析不同频带上的爆破地震波的质点峰值速度、药量和距离的关系，获得不同频带范围内爆破地震波衰减规律数据；

建立预测模型：以具有爆破作业场地特征的爆破地震波作为基函数，并将基函数进行相同频带的小波分解和归一化，再叠加由所述质点峰值速度与折算距离倒数关系确定的各频带权函数，建立爆破地震波的多频带小波系数预测模型；

获取数据及提出安全措施：根据城区爆破要求及周边环境，调整爆破参数，由所述预测模型获得爆破地震波预测波形，从中提取波形振动强度、振动频率和振动时间，根据所述波形振动强度、所述振动频率和所述振动时间采用微差爆破干扰降振法来降低爆破振动强度，对周边建筑物的爆破振动进行控制和实时监测，并采取爆破飞石控制措施。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述分析爆破地震波步骤中，小波分析通过以下公式将爆破地震波分解到不同的频带上：

式中，s(t)为爆破地震波，n为分解层数，t为时间；g_n(t)为爆破地震波s(t)小波分解的高频成份。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述分析爆破地震波步骤中，所述爆破地震波衰减规律数据包括与地质条件有关的爆破地震波的衰减系数和与爆破场地条件有关的系数，通过以下公式计算：