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[发明专利]一种基于空气冲击波测试的爆破雷管延期精度确定方法-CN202310818017.7在审
发明人：马跃原;刘海君;何宏海;张勇;冷振东;刘国锋;高启栋;江伟;杨庆 -专利权人：中交一航局第五工程有限公司;中交第一航务工程局有限公司;长安大学
申请日： 2023-07-05 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G06F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于空气冲击波测试的爆破雷管延期精度确定方法，其涉及火工品及电子技术领域。包括：获取雷管爆炸冲击波冲击波的波形数据，对波形数据进行处理来绘制冲击波波形图；根据冲击波波形图中每个突峰对应的时刻计算得到多个雷管的延期误差as，并计算多个雷管延期误差as的平均值M和标准差σ；按照正态分布生成N个延期误差as的变量样本，统计延期误差as大于确定延期误差a的样本数量n，则延期误差as大于确定延期误差a的延期概率P为#imgabs0#绘制延期概率P随确定延期误差a的变化曲线，从而根据变化曲线结合已知的延期概率P来确定爆破雷管的延期精度。本发明操作便捷、高效，能够获得准确的雷管的延期精度。
一种基于空气冲击波测试爆破雷管延期精度确定方法

[发明专利]一种隧道掏槽孔混合起爆方法-CN202111219205.5有效
发明人： 高启栋;周海孝;靳军;王亚琼;冷振东;张士朝;王志丰;任锐 -专利权人：长安大学
申请日： 2021-10-20 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： F42D1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道掏槽孔混合起爆方法，包括以下步骤，S1，根据掌子面尺寸和围岩条件确定隧道掏槽孔的掏槽形式和对数；S2，根据爆破设计要求，在掌子面上钻设隧道掏槽孔；S3，检查成孔质量，采用充填钻孔岩屑的方法确保所有炮孔孔底在同一设计深度；S4，依次向每对隧道掏槽孔内分别装填炸药，向每对隧道掏槽孔中的一个孔内安装正向起爆雷管并置于距装药段顶部1/4～1/3长度处，向同对隧道掏槽孔中另外一个孔内安装反向起爆雷管并置于距装药段底部1/4～1/3长度处，装药完成后，采用钻孔岩屑完成堵塞；S5，将各孔内的起爆雷管的脚线联入起爆网络，完成起爆。本发明通过设置邻孔反向传爆的方式，较之传统的单向起爆提高了能量的利用率和隧道掘进效率。
一种隧道掏槽混合起爆方法

[发明专利]基于最佳负担体积和拓扑算法的炮孔布置及装药设计方法-CN202310746494.7在审
发明人：冷振东;鲁力;涂书芳;高启栋;赵明生;管伟明 -专利权人：中国葛洲坝集团易普力股份有限公司
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于最佳负担体积和拓扑算法的炮孔布置及装药设计方法，包括获取开挖面轮廓线；确定炮孔数量；炮孔布置并构建原始泰森多边形；基于自由面理论优化泰森多边形；确定炮孔药量。优选在构建原始泰森多边形和对齐优化的过程中，还基于拓扑自适应的粒子群优化算法，消除畸形区域。本发明的有益效果是，利用自由面方向破坏体积大，非自由面区域的破坏体积小的最佳负担体积原理，通过对用于炮孔布置的原始泰森多边形进行优化，结合自适应拓扑算法，以此获得各个炮孔的最佳负担体积和炮孔药量，以使爆破能量得到充分利用。
基于最佳负担体积拓扑算法布置设计方法

[发明专利]一种岩石爆破裂隙区半径概率计算分析方法-CN202310064042.0在审
发明人： 高启栋;江伟;杨庆;杨御博;王亚琼;杨招伟;冷振东 -专利权人：长安大学
申请日： 2023-02-06 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G01N3/313 文献下载
摘要：本发明公开了一种岩石爆破裂隙区半径概率计算分析方法，涉及岩体工程技术领域，本发明包括在岩体平整面垂直钻设三个测试炮孔；采用单孔和跨孔声波检测方法，获得岩体的纵波波速；测量并统计三个测试炮孔的半径；获取炸药密度与炸药爆速；分别统计岩体的纵波波速、三个测试炮孔的半径、炸药密度、炸药爆速的平均值和标准差，并根据各自平均值和标准差的分布类型，生成N个随机样本；将N个随机样本代入爆破裂隙区半径理论公式，计算得N个爆破裂隙区半径；统计N个爆破裂隙区半径大于设定爆破裂隙区半径的超越概率；改变设定爆破裂隙区半径，再次统计超越概率；绘制超越概率随设定爆破裂隙区半径的变化曲线，确定岩石爆破裂隙区半径。
一种岩石爆破裂隙半径概率计算分析方法

[发明专利]一种基于FEM-DEM联合仿真的岩石爆破全过程模拟方法-CN202211472309.1有效
发明人： 高启栋;江伟;杨庆;王亚琼;杨招伟;周海孝;杨御博 -专利权人：长安大学
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于FEM‑DEM联合仿真的岩石爆破全过程模拟方法，涉及岩土工程爆破数值模拟技术领域，包括：基于有限元法和实际各段别炮孔爆破参数和装药结构，建立有限元模型；求解有限元模型，模拟炸药爆轰过程，获取各段别炮孔的孔壁压力荷载时程曲线和粉碎区边界压力荷载时程曲线，以及岩石爆破损伤分布和振动情况；基于离散元法和实际工程形状、尺寸和岩体类型，建立离散元模型；将各段别炮孔粉碎区边界荷载时程曲线分别施加至离散元模型各段别粉碎区边界，对离散元模型进行爆破动力响应分析，获取岩石爆破抛掷形态和爆破效果；综合来看，本发明可以提升数值模拟的预测精度和提高计算效率。
一种基于 fem dem 联合仿真岩石爆破全过程模拟方法

[发明专利]基于多源地质信息的隧道混装密度可调炸药爆破设计方法-CN202211681459.3在审
发明人：冷振东;刘令;涂书芳;高启栋;张程娇;杨建华;黄雄 -专利权人：中国葛洲坝集团易普力股份有限公司
申请日： 2022-12-15 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多源地质信息的隧道混装密度可调炸药爆破设计方法，包括通过三维激光扫描、钻进随钻监测和红外热成像的多途径地质信息数据，以及炮孔负担区域划分、岩石质量综合评价指标构建和炮孔炸药密度和单孔装药量计算，最后绘制掌子面炸药密度分布云图。本发明的有益效果是，通过将三维激光扫描数据、红外热成像数据和钻机随钻监测等三种数据来源手段融合在一起，并加以综合利用，从而得到更加全面的地质信息数据，使设计方法更加科学合理、高效。
基于源地信息隧道密度可调炸药爆破设计方法

[发明专利]一种基于爆生裂纹外部轮廓判定主应力方向的方法-CN202211421410.4在审
发明人： 高启栋;杨御博;高鑫;王亚琼;周海孝;杨招伟;冷振东 -专利权人：长安大学
申请日： 2022-11-14 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： F42D1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于爆生裂纹外部轮廓判定主应力方向的方法，涉及岩体力学技术领域，包括以下步骤：在隧道内相互垂直的掌子面区域、底板区域和边墙区域内钻设炮孔；标定直角坐标系，并标定直角坐标系的三个坐标轴分别穿过掌子面区域、底板区域和边墙区域内的炮孔中心；在炮孔内部装填炸药并起爆，起爆后进行图像记录；若某区域平面的爆生裂纹外部轮廓为圆形，则该区域平面内岩体地应力各向同性；若某区域平面的爆生裂纹外部轮廓为椭圆形，则该椭圆形长轴线方向为该区域平面内岩体主应力方向，以该区域平面对应的坐标轴正方向为起始，逆时针测量长轴线与对应坐标的夹角，获得该区域平面内岩体主应力方向。
一种基于裂纹外部轮廓判定主应力方向方法

[发明专利]一种利用向量投影响应面法确定隧道顶板失效概率的方法-CN202211397594.5在审
发明人：王亚琼;张士朝;李杰;高启栋;马晓博;周海孝;杨御博;江伟;张宸;贾士孔 -专利权人：长安大学
申请日： 2022-11-09 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： G06F30/13 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用向量投影响应面法确定隧道顶板失效概率的方法，涉及隧道工程技术领域，包括如下步骤：根据极限平衡法确定隧道顶板楔形体安全系数FS，根据安全系数确定相关地质参数和几何参数X，将参数按照服从正态分布Xi(μ,σ)的形式赋予不确定性，设定初始迭代点x，确定系数f、展开点x生成试验点，确定试验点中未知量，计算新的展开点x并用代替f，重复上述步骤直至满足迭代终止条件的展开点x，确定可靠度指标β，根据可靠度指标β计算失效概率Pf。本发明将非线性较高的真实的功能函数或极限状态面，用一个容易处理的函数或曲面代替，将其应用于计算失效概率的计算上，效率和准确性也更高。
一种利用向量投影响应确定隧道顶板失效概率方法

[发明专利]一种基于二维-三维协同的爆破动力响应模拟方法-CN202210404710.5有效
发明人： 高启栋;江伟;王亚琼;杨御博;周海孝;冷振东;王志丰 -专利权人：长安大学
申请日： 2022-04-18 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于二维‑三维协同的爆破动力响应模拟方法，属于隧道或巷道钻孔爆破数值模拟领域。包括：根据现场钻孔爆破参数建立二维平面应变模型，设置边界条件和材料参数，计算出各段别炮孔壁上的爆炸荷载压力时程曲线，并结合理论及经验公式进行验算，再将所得爆炸荷载曲线继承施加至三维真实尺度模型的炮孔壁上，根据现场实测爆破振动数据，进一步调试炸药及岩体材料与模型参数，最后进行三维真实尺度模型爆破动力响应分析。本发明适用于水利、采矿、交通及市政等岩土爆破领域大型复杂模型的计算分析，相比传统数值模拟方法更高效稳定且结果更加真实可靠。
一种基于二维三维协同爆破动力响应模拟方法

[发明专利]一种隧道顶板失效概率分析方法-CN202210820495.7在审
发明人：王亚琼;张士朝;李杰;高启栋;马晓博;周海孝;张宸;贾士孔 -专利权人：长安大学
申请日： 2022-07-13 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种隧道顶板失效概率分析方法，属于隧道工程领域，包括如下步骤：建立隧道顶板楔形体失稳的安全系数FS；根据安全系数FS确定岩体力学参数；利用主成分分析方法分析岩体力学参数中对隧道顶板失效概率贡献最大的参数，并将其设为初始验算点；根据安全系数FS确的功能函数及其梯度，在初始验算点处按照Taylor级数展开并取至一次项；采用转换后的一次二阶矩的功能函数对贡献最大的参数进行迭代计算，获得满足迭代终止条件的确定的验算点并计算其对应的灵敏度系数；根据确定的验算点及其对应的灵敏度系数计算可靠度指标；根据可靠度指标计算隧道顶板楔形体的失效概率；本发明分析隧道顶板失效点的精度更高。
一种隧道顶板失效概率分析方法

[发明专利]一种用于控制爆破根底的孔内装药结构及其施工方法-CN202010889809.X有效
发明人： 高启栋;卢文波;王亚琼;冷振东;王志丰;任锐;靳军 -专利权人：长安大学
申请日： 2020-08-28 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： F42D1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于控制爆破根底的孔内装药结构，惰性隔层设置在装药段中，将装药段分隔为上部装药段及下部装药段；第一引爆雷管置于上部装药段的中下部，第二引爆雷管靠近下部装药段的顶端设置，第一及第二引爆雷管均通过脚线连接至爆破网络；本发明采用惰性隔层将填充在炮孔中的炸药分为上下两个装药段，惰性隔层以上的炸药用于形成理想的爆破漏斗，以保证岩体的破碎与抛掷效果；惰性隔层以下的炸药用于增强孔底岩体的破碎，以减少爆破根底；本发明充分利用引爆雷管对爆炸能量传输的调控作用，实现对炸药能量的优化利用，达到既形成较理想的爆破漏斗以保证破碎及抛掷效果，又增加孔底岩体破碎以减少爆破根底的双重目的。
一种用于控制爆破根底孔内装药结构及其施工方法

[发明专利]基于蒙特卡罗随机抽样和主成分分析的隧道顶板监测方法-CN202111283078.5在审
发明人：王亚琼;张士朝;高启栋;江伟;周海孝;张宸;靳军;王光耀 -专利权人：长安大学
申请日： 2021-11-01 - 公布日： 2022-01-28 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了基于蒙特卡罗随机抽样和主成分分析的隧道顶板监测方法，包括：确定隧道顶板楔形体破坏模式，建立安全系数FS的计算公式，获取岩土力学参数，计算各岩土力学参数Zi的均值μ和标准差σ、生产样本总量为N的随机场，将样本总量为N的随机场代入安全系数FS中，统计FS＜1的样本量n，获取隧道顶板楔形体失效概率Pf(Z)＝n/N，增大样本总量N，直到Pf(Z)收敛于预设值，然后获取岩体力学参数主要影响成分，改变某一岩体力学参数Zi的取值范围，改变随机变量的样本总量N，直到Pf(Zi)收敛于预设值，完成隧道顶板楔形体的失稳监测。该方法能够克服岩土力学参数本身的随机性和隧道所处环境的复杂性带来的不确定性。
基于蒙特卡罗随机抽样成分分析隧道顶板监测方法

[发明专利]岩溶隧道顶板安全厚度预测方法、系统及设备-CN202111040530.5在审
发明人：王亚琼;张士朝;高启栋;王志丰;周海孝;靳军;江伟;张宸 -专利权人：长安大学
申请日： 2021-09-06 - 公布日： 2021-11-19 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种岩溶隧道顶板安全厚度预测方法、系统及设备，方法包括：获取待预测岩溶隧道的顶板最小安全距离的影响因素；将待预测岩溶隧道的顶板最小安全距离的影响因素输入预先训练好的岩溶隧道顶板安全厚度预测模型中，输出得到所述岩溶隧道顶板安全厚度预测结果；其中，预先训练好的岩溶隧道顶板安全厚度预测模型为利用粒子群算法优化后的支持向量机回归模型；本发明采用粒子群算法优化后的支持向量机回归模型作为预先训练好的岩溶隧道顶板安全厚度预测模型；根据获取的待预测岩溶隧道的顶板最小安全距离的影响因素，进行岩溶隧道顶板安全厚度预测，避免了预测模型出现局部最小点，收敛速度快，有效提高了预测精度。
岩溶隧道顶板安全厚度预测方法系统设备

[发明专利]一种基于蒙特卡罗抽样的岩体各向异性系数概率分析方法-CN202110291115.0有效
发明人： 高启栋;周海孝;王亚琼;冷振东;张士朝;王志丰;任锐 -专利权人：长安大学
申请日： 2021-03-18 - 公布日： 2021-11-05 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于蒙特卡罗抽样的岩体各向异性系数概率分析方法，包括：在岩体的垂直层理面打设三个测试孔，测试孔呈等边三角形分布；采用单孔测试方法、跨孔组合方法，获得各测试孔的轴向纵波波速、径向纵波波速；利用蒙特卡罗随机抽样方法，计算轴向纵波波速、径向纵波波速的标准差和平均值，并随机生成N个轴向纵波波速、N个径向纵波波速的变量样本；根据岩体各向异性系数概念，确定N个岩体各向异性系数；统计N个岩体各向异性系数大于某一确定各向异性系数的超越概率；改变某一确定各向异性系数，绘制超越概率随某一确定各向异性系数的变化曲线，确定岩体各向异性系数。本发明的方法比传统方法操作更加简便，测量结果更加真实可靠。
一种基于蒙特卡罗抽样各向异性系数概率分析方法

[发明专利]一种隧道围岩纵波速度确定方法、装置和计算机设备-CN202110826283.5在审
发明人： 高启栋;周海孝;张宸;王亚琼;冷振东;张士朝 -专利权人：长安大学
申请日： 2021-07-21 - 公布日： 2021-10-26 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种隧道围岩纵波速度确定方法，该方法包括：按照常规爆破振动跟踪监测布置测点，通过振动传感器及冲击波传感器拾取各测点地震波、空气冲击波的初至时间，并利用两者的时间差及测点与爆源中心距离，计算测点到爆源中心区域内岩体的纵波波速。本发明适用于水利、采矿、交通及市政等地下隧道(洞)或巷道爆破开挖中围岩纵波速度的确定，相比传统测试方法更为简单、高效，且测试结果精确、可靠、适应性高。
一种隧道围岩纵波速度确定方法装置计算机设备

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