爆破振动强度、波形与频谱研究综述：预测及主动控制

摘要

岩石钻孔爆破不可避免地会产生爆破振动效应及危害，准确预测爆破振动效应并进行主动控制具有极大的现实意义。论文综述了近40年来，国内外研究人员在爆破振动预测及主动控制方面取得的研究成果。在爆破振动速度峰值(PPV)预测方面，经验模型预测方法体现出了较大的便捷性，但预测精度与效果较差，将概率统计理论引入经验模型预测方法，提高了PPV预测精度；而基波叠加预测方法可实现对振速、频率和持续时间的综合预测，但是该方法对振动基波的测试精度要求较高，同时亟须在行业内建立对爆破振动采集设备的定期标定与校核机制；人工智能预测方法极大提高了PPV预测精度，同时为多因素影响下的爆破振动效应预测提供了新思路，但需要建立在海量真实有效实测数据的基础上，目前还缺乏充实的振动测试样本数据库；PPV预测理论模型及数值模拟预测法对理论与专业知识、数值模拟技术等要求高，限制了两种方法在工程的普遍应用。在爆破振动速度主动控制上，可以确定合理的延期时间，采用毫秒延迟干扰减振法来降低PPV,但目前多为单一防护对象所提出的延期时间建议值；从调整爆破振动频谱结构的角度，通过主动改变延期时间调控爆破振动频率成分，可避开建(构)筑物自振频带，减小爆破振动危害，然而目前仅仅停留在理论层面或模型试验尺度条件下，缺乏大规模的现场应用实例。最后，对未来爆破振动预测及控制方面重点研究内容进行了展望。

关键词

爆破振动 / 基波叠加 / 干扰减振 / 频谱控制 / 延期时间

基金资助

国家自然科学基金项目(52274136、51904210); 爆破工程湖北省重点实验室基金项目(BL2021-11); 湖北省重点研发计划项目(2020BCA084)