[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

说明书

本发明公开了一种爆破振动持续时间的预测方法及系统、电子设备、存储介质，所述预测方法以量纲分析方法为基础，从多个维度分析了影响预测结果准确性的变量，提高了预测结果的准确性。基于π定理并结合量纲齐次定理对该预测函数进行转换，得到第二函数关系式，然后结合矿山爆破的实际情况对第二函数关系再次进行转换得到第三函数关系式，再引入岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，将第三函数关系式转换为第四函数关系式，最后结合待预测爆区实地布设的各个变量的数值，基于第四函数关系式计算得到爆破振动持续时间，以岩体累计损伤量化了岩体损伤度，更加贴合工程实际，进一步提高了预测结果的准确性。

技术领域

本发明涉及爆破振动安全技术领域，特别地，涉及一种爆破振动持续时间的预测方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质。

背景技术

爆破振动持续时间是评价爆破危害的重要指标，有资料表明，爆破振动持续时间由1s增加至50s，破坏能力平均增大约40倍，因此如何准确地预测爆破振动持续时间对于爆破作业安全而言是至关重要的。目前，预测爆破振动持续时间的常规方式是参照自然地震持续时间计算公式，基于传输介质的性质、爆破源至测点的距离和装药量来计算得到爆破振动持续时间。但是，我国大多数的岩土开挖工程中，爆破施工作业往往都是周期性的，在周期性的爆破荷载作用下，爆破区域周围的岩体将受不同程度的扰动、损伤，多次损伤叠加则造成了岩体的累计损伤，在不同岩体累计损伤状态下，爆破振动持续时间将受到不同程度的影响。因此，现有的爆破振动持续时间预测方法没有考虑到岩体累计损伤的影响，预测结果的准确性较差，无法满足爆破安全作业的要求。

发明内容

本发明提供了一种爆破振动持续时间的预测方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质，以解决现有的爆破振动持续时间预测方法存在的预测结果准确性差的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种爆破振动持续时间的预测方法，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)；

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。

进一步地，所述岩体损伤度采用振动波能量进行定义，并基于历史爆破数据计算得到岩体累计损伤。

进一步地，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；