[发明专利]爆破振动持续时间的预测方法及系统、电子设备、存储介质

权利要求书

1.一种爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，包括以下内容：

以单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体损伤度D、介质密度ρ、介质弹性模量E和介质泊松比u作为变量，并结合量纲理论建立爆破振动持续时间T与各变量间的第一函数关系式：T＝Φ(Q,R,H,D,ρ,E,u)；所述岩体损伤度采用振动波能量进行定义，利用Teager能量算子求出每个爆破的振动信号的瞬时能量谱，并基于瞬时能量谱得到每个爆破后产生的振动波能量；

基于π定理并结合量纲齐次定理对所述第一函数关系式进行转换，得到第二函数关系式：

在同次爆破作业中和预设爆心距范围内，传播介质的密度、弹性模量和泊松比均为常数，将第二函数关系式转换为第三函数关系式：其中，K₁、K₂表示修正系数，β₁、β₂、β₃表示振动持续时间越变指数；

结合岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，对所述第三函数关系式做乘积变换处理得到第四函数关系式：其中，V_max表示质点爆破振动峰值速度，K表示修正系数，β₄、β₅、β₆表示振动持续时间越变指数，D_n表示岩体累计损伤；

获取待预测爆区实地布设的各变量的数值，并利用所述第四函数关系式预测得到爆破振动持续时间。

2.如权利要求1所述的爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，基于历史爆破数据计算得到岩体累计损伤。

3.如权利要求2所述的爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，所述基于历史爆破数据计算得到岩体累计损伤的过程具体为：

在爆区设置监测点以采集每次爆破产生的振动信号；

利用Teager能量算子求出每个爆破的振动信号的瞬时能量谱，并基于瞬时能量谱得到每个爆破后产生的振动波能量E；

定义每次爆破造成的爆破损伤增量为ΔD，其中，ΔD_i＝E_i-E_i-1，ΔD_i表示第i次爆破后造成的岩体爆破损伤增量，E_i表示第i次爆破后产生的振动波能量；

基于历史爆破损伤增量计算得到爆破累计损伤，计算公式为：

4.如权利要求3所述的爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，所述Teager能量算子的表达式为：Ψ[x(n)]＝[x(n)]²-x(n-1)*x(n+1)，其中，Ψ[]表示Teager算子，x(n)表示振动离散信号，n表示数据窗内第n个采样点。

5.如权利要求1所述的爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，所述修正系数K、振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆均为常数，预设数据库中基于不同的地质条件和不同的爆破次数存储有对应的数值，基于待预测爆区的地质条件和实际爆破次数从预设数据库中查找得到。

6.如权利要求5所述的爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，所述预设数据库的建立过程为：

在每次爆破时布置多个振动监测点进行爆破振动监测试验，采集得到多笔监测数据，每笔监测数据包括单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体累计损伤D_n、质点爆破振动峰值速度V_max、爆破振动持续时间T，然后采用非线性曲线拟合软件对多笔监测数据进行非线性回归计算，得到第四函数关系式中的修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆，并确保第四函数关系式的非线性拟合相关系数大于85％，否则重复进行爆破振动监测试验，最后根据每次爆破的地质条件和爆破次数记录至数据库中。