小净距隧道掘进爆破及其振动响应规律研究

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（variational mode decomposition, VMD）与多尺度排列熵（multi-scale permutation entropy, 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40 Hz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11.57 m·kg^1/3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。

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