基于爆破振动与松动圈分析的水封洞库爆破方案比选

摘要

合理的爆破施工方式是保证水封洞库稳定性和水封性的关键，在某水封洞库进行爆破地震波检测、声波探测，并结合HHT信号分析方法，通过EMD、EEMD分解方法对比、识别并弱化信号模态混叠效应以提高信号分析准确性，最后利用边际谱、瞬时能量谱、三维能量谱、围岩松动圈等评价不同爆破方案对水封洞库开挖爆破的影响。结果表明：EEMD-Hilbert分析方法可以一定程度上改善传统EMD分解带来的模态混叠问题，通过EEMD分解重构后的振速时程曲线更加平滑、可靠性更高；通过信号重构后的边际谱分析，发现双侧壁导坑法频带分布在200～380 Hz范围，单侧壁导坑法的频段范围更窄，集中在110～250 Hz之间，两组方案的低频能量均占比较少；双侧壁导坑法瞬时能量合值高于单侧壁导坑法，两组方案瞬时能量均主要集中在首段掏槽孔上，分别占总瞬时能量的41.67%和23.73%,单侧壁导坑法瞬时能量分布更为平均且较双侧壁导坑法更低；通过声波探测分析：双侧壁导坑法两侧拱腰松动圈范围约1.0～1.2 m,单侧壁导坑法扩挖面、导洞面松动圈范围分别为0.8 m、1.0～1.2 m。通过EEMD-Hilbert与声波探测联合分析可知，单侧壁导坑法相对更适合该洞库爆破施工。

关键词

水封洞库 / 爆破方案 / EEMD-HHT / 时频能量 / 松动圈

基金资助

国家重点研发计划项目(2020YFC1909602); 湖北省重点研发计划项目(2021BCA152)