小净距隧道掘进爆破及其振动响应规律研究

文档摘要：为了研究爆破荷载作用下小净距隧道中夹岩区的动力稳定性问题,依托小龙门隧道爆破工程,开展了现场爆破振动监测试验.通过改进的变分模态分解(variationalmodedecomposition,VMD)与多尺度排列熵(multi-scalepermutationentropy,MPE)算法对爆破振动信号进行消噪处理,基于此分析了掏槽孔与周边孔爆破在后行洞左拱腰(非中夹岩区)、右拱腰(中夹岩区)中产生的振动特征差异.结果表明:采用改进的自适应VMD-MPE算法可以有效消除振动信号中的噪声,并降低了主观决策的影响;此外,相对于非中夹岩区,中夹岩对爆破振动具有明显的放大效应,其质点峰值振速明显大于非中夹岩区,但中夹岩区的振动衰减速度更快;同时,通过对比非中夹岩区与中夹岩区各测点振动频率特征可以发现,中夹岩区小于40Hz的低频振动能量占比较大,更易引起支护结构的共振,发生损伤与破坏的风险更高,应重点关注;受"转角削弱"作用以及地震波传播路径的影响,在比例距离SD小于等于11.57m·kg1/3范围内,周边孔爆破在掌子面后方围岩中产生的振速大于掏槽孔.

Abstract：Inordertostudythevibrationresponseoftheinterlaidrockinthesmallcleardistancetunnelundertheblastingload,afieldblastingvibrationtestwascarriedoutbasedontheblastingprojectoftheXiaolongmentun-nel.Theimprovedvariationalmodedecomposition(VMD)andmulti-scalepermutationentropy(MPE)algorithmwereemployedtodenoisetheblastingvibrationsignal.Subsequently,thedifferencesinvibrationcharacteristicsbe-tweentheleftarchwaist(non-interlaidrockarea)andrightarchwaist(interlaidrockarea)ofthetunnelwereana-lyzed,alongwithacomparisonandanalysisofseismicwaveattenuationcharacteristicsgeneratedbycutholeblastingandsurroundingholeblasting.TheresultsdemonstratethattheimprovedadaptiveVMD-MPEalgorithmenablesauto-maticdeterminationofmodalnumberKandpenaltyfactorawhileeffectivelyeliminatingnoisefromthevibrationsig-nal,reducingsubjectivedecision-makinginfluence.Duringposteriorexcavationtunnelfaceblasting,interlaidrockex-hibitssignificantamplificationeffectsonblastvibrations.Peakparticlevelocity(PPV)valuesarehigherininterlaidrockcomparedtonon-interlaidareas.However,vibrationsattenuatefasterwithininterlaidrockregions.Additionally,analysisrevealsthatlow-frequencyvibrationsbelow40Hzaccountforasubstantialproportionofenergywithininter-laidrockareaswhencomparingfrequencycharacteristicsatmeasuringpointsbetweennon-interlaidandinterlaidre-gions.Attentionshouldbegiventotheselow-frequencyvibrationsastheyaremorelikelytoinduceresonanceinsup-portingstructures,posinghigherrisksofdamageordestructionwithininterlaidrockzones.Byanalyzingtheblastingvibrationcharacteristicsofthecutholeandthesurroundinghole,itcanbefoundthatthevibrationvelocitygeneratedbythesurroundingholeblastinginthesurroundingrockbehindthetunnelfaceisgreaterthanthatofthecutholeblastingwithintherangeofthescaledistance(SD)whichislessthanorequalto11.57mkgv3duetotheeffectofcornerweakening'andtheinfluenceoftheseismicwavepropagationpath.AfterexceedingthecriticalvalueofSD,thevibrationvelocitygeneratedbythecutholeblastingisgreater.

作者：李小帅   高文学   宿利平   张小军   胡宇   薛睿 Author：LIXiao-shuai   GAOWen-xue   SULi-ping   ZHANGXiao-jun   HUYu   XUERui
作者单位：北京工业大学城市建设学部,北京100124北京市政路桥股份有限公司,北京100045
刊名：爆破 ISTICPKU
Journal：Blasting
年，卷(期)：2024, 41(2)
分类号：U455.6
关键词：中夹岩  小净距隧道  爆破振动效应  变分模态分解  多尺度排列熵  
Keywords：interlaidrock  smallcleardistancetunnel  blastingvibrationeffect  variationalmodedecomposi-tion  multi-scalepermutationentropy  
机标分类号：TD235.14O383U455.4
在线出版日期：2024年7月1日
基金项目：小净距隧道掘进爆破及其振动响应规律研究[
期刊论文]  爆破--2024, 41(2)李小帅  高文学  宿利平  张小军  胡宇  薛睿为了研究爆破荷载作用下小净距隧道中夹岩区的动力稳定性问题,依托小龙门隧道爆破工程,开展了现场爆破振动监测试验.通过改进的变分模态分解(variationalmodedecomposition,VMD)与多尺度排列熵(multi-scalepermutati...参考文献和引证文献
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关键词：中夹岩,小净距隧道,爆破振动效应,变分模态分解,多尺度排列熵,

2024-10-4 02:07 上传 小净距隧道掘进爆破及其振动响应规律研究.pdf

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