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基于VMD及能量熵的隧道爆破振动信号降噪方法 被引量：3
1
作者 叶海旺 钟航 +7 位作者 周汉红 欧阳枧 龙桂华 雷涛 李立峰 王炯辉 赵明生 余红兵 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第11期111-117,共7页
为从监测信号中获得真实的隧道爆破振动信号,引入一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)及能量熵的隧道爆破振动信号降噪方法。首先,在不同K值条件下对监测信号进行变分模态分解,得到一系列本征模态分量(Intrinsic ... 为从监测信号中获得真实的隧道爆破振动信号,引入一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)及能量熵的隧道爆破振动信号降噪方法。首先,在不同K值条件下对监测信号进行变分模态分解,得到一系列本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),计算各模态分量与原信号的相关系数,根据相关系数确定最优K值;然后,对原信号进行变分模态分解,得到一系列中心频率由高到低的本征模态分量,计算每个模态分量的能量熵,确认噪声与信号的分界;最后将信号分量进行重构,得到降噪后的隧道爆破信号。将该信号降噪方法应用于实际爆破振动信号处理,结果表明:与经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)降噪法相比,信噪比更高,剩余能量百分比更高,均方差更低,反映出所提降噪方法在隧道爆破振动信号处理中具有一定的适用性。 展开更多
关键词 隧道爆破振动信号 变分模态分解 能量熵 降噪
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基于K-Means聚类与熵权TOPSIS法的岩石可爆性评价研究 被引量：1
2
作者 叶海旺 雷丙响 +5 位作者 周汉红 余梦豪 雷涛 王其洲 李宁 Doumbouya Sekou 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第2期112-119,共8页
露天矿山的爆破块度分布,直接影响到后续的采装、运输和破碎工作。为了控制石墨矿山不同区域爆破块度分布,基于K-means无监督聚类学习法与熵权TOPSIS评价法建立了一种新的岩石可爆性评价模型,选取岩石密度、动力能量耗散率、动态抗压强... 露天矿山的爆破块度分布,直接影响到后续的采装、运输和破碎工作。为了控制石墨矿山不同区域爆破块度分布,基于K-means无监督聚类学习法与熵权TOPSIS评价法建立了一种新的岩石可爆性评价模型,选取岩石密度、动力能量耗散率、动态抗压强度、平均应变率、脆性指数作为评价指标,通过熵权计算,发现岩石破碎程度受脆性指数影响最大,受平均应变率影响最小。将此模型应用于实际石墨矿山,可爆性分为10个等级,统计不同分级下的岩石平均破碎粒径,发现可爆性分级等级越高平均粒径越大,有明显的分级特征,验证了模型的有效性。从爆破石墨矿石岩体类型看,岩石可爆性从易到难排序为:片岩、片麻岩、变粒岩、混合岩。结合石墨矿石微观观测结果分析可知:岩性从片岩向混合岩转变,岩石内部石墨晶质呈下降趋势,石墨矿石可爆性等级也随之越来越高。岩石密度、能量耗散率、动态抗压强度之间呈线性正相关,岩石可爆性与平均应变率、脆性指数存在负相关性。研究成果为矿山矿岩可爆性评价提供了一条新思路,对露天矿山爆破块度优化具有一定的理论和实践指导意义。 展开更多
关键词 岩体爆破 可爆性评价 岩石力学 K-MEANS算法 熵权TOPSIS评价
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添加复合稀释剂的低爆速乳化炸药的制备及性能
3
作者 何志伟 李志远 +4 位作者 周汉红 岳嘉伟 张功震 程维 卢朝喜 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第2期132-139,共8页
以玻璃微球和滑石粉共同作为稀释剂制备一种低爆速乳化炸药。观察不同质量分数的玻璃微球和滑石粉对乳化炸药形貌的影响,并对乳化炸药的爆速、猛度、空中爆炸冲击波压力及储存稳定性进行测试。实验结果表明,随着滑石粉质量分数的增加,... 以玻璃微球和滑石粉共同作为稀释剂制备一种低爆速乳化炸药。观察不同质量分数的玻璃微球和滑石粉对乳化炸药形貌的影响,并对乳化炸药的爆速、猛度、空中爆炸冲击波压力及储存稳定性进行测试。实验结果表明,随着滑石粉质量分数的增加,乳化炸药的形貌由乳胶状逐渐向颗粒状转化,爆速呈线性下降,对玻璃微球质量分数为5%、10%、15%的乳化炸药,测得最低爆速分别为3440、2740、2188 m/s。而随着滑石粉质量分数的增加,猛度、空中爆炸冲击波峰值超压均呈非线性下降,当滑石粉控制在一定量时,冲击波正压作用时间变化不大,乳化炸药储存稳定性较好。这种低爆速乳化炸药成本低廉、爆轰性能可调、储存稳定性好,具有较好的实用性。 展开更多
关键词 低爆速乳化炸药 玻璃微球 滑石粉 爆轰性能 储存稳定性
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爆破荷载作用下邻近深埋隧道衬砌动力响应数值模拟 被引量：4
4
作者 许文祥 施建俊 +1 位作者 周汉红 马鑫炎 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期119-125,共7页
为了研究深埋小净距隧道在爆破荷载下的动力响应以及保证隧道的安全和稳定,以三洞分离隧道爆破开挖工程为背景,通过ANSYS/LS-DYNA模拟分析深埋小净距隧道在爆破荷载作用下的衬砌动力响应。分析了隧道同一截面拱顶、拱腰、拱脚不同测点,... 为了研究深埋小净距隧道在爆破荷载下的动力响应以及保证隧道的安全和稳定,以三洞分离隧道爆破开挖工程为背景,通过ANSYS/LS-DYNA模拟分析深埋小净距隧道在爆破荷载作用下的衬砌动力响应。分析了隧道同一截面拱顶、拱腰、拱脚不同测点,不同断面的振速和位移。研究结果表明:衬砌内侧(与净空面接触)拱脚首先产生振动,爆破卸载后,衬砌外侧(与岩石接触)振动速度达到峰值。纵断面的振动速度差异较大,水平位移的影响大于垂向位移的影响。最大位移出现在拱顶,其次出现在迎爆侧拱腰处。断面拱脚处测点振动加速度最大,受到的爆轰也最大。 展开更多
关键词 深埋小净距 隧道衬砌 ANSYS/LS-DYNA 动力响应
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裂隙岩体精细化数值模型构建与爆破模拟 被引量：4
5
作者 叶海旺 韦文蓬 +11 位作者 周汉红 余梦豪 李兴旺 雷涛 温颖 王其洲 石斌宏 于燕 张生 钟传山 高玉文 HASSAN Abdou Mohamed Abdelkader 《爆破》 CSCD 北大核心 2023年第4期44-51,共8页
裂隙岩体爆破数值模拟过程中,裂隙分布模型的真实性,是影响数值模拟结果的关键因素之一,现有节理裂隙构建方法难以实现三维分布上的复杂表征或是实现操作过于繁杂。为探索在LS-DYNA软件中构建三维分布上真实、复杂表征的节理裂隙模型简... 裂隙岩体爆破数值模拟过程中,裂隙分布模型的真实性,是影响数值模拟结果的关键因素之一,现有节理裂隙构建方法难以实现三维分布上的复杂表征或是实现操作过于繁杂。为探索在LS-DYNA软件中构建三维分布上真实、复杂表征的节理裂隙模型简单可行的操作方法,通过MATLAB软件对爆破数值模型K文件进行解析重组,按照节理裂隙三维分布规律进行勾勒并赋予节理裂隙材料本构,构建出符合节理裂隙分布规律的节理岩体三维精细化数值模型。以某露天石灰石矿山为实例,开展节理裂隙三维分布规律统计分析并在台阶爆破数值模型中进行还原,基于裂隙岩体精细化数值模型,开展露天台阶爆破数值模拟试验和现场爆破试验对比研究。结果表明:采用解析重组方法构建的数值节理模型与实际节理裂隙的误差小于13%;节理裂隙面使岩体内的损伤分布规律发生了变化,与完整岩体相比,损伤范围增加了12.04%,粒径处于0~100 mm的占比降低了8.11%;爆破模拟得到的损伤结果与现场破碎效果接近,统计粒径在0~100 mm之间的碎块的占比,误差为4.16%。解析重组法构建三维节理裂隙,可行、操作简便,数值模拟结果接近实际。 展开更多
关键词 裂隙岩体 裂隙分布规律 地质模型 LS-DYNA 爆破数值模拟 爆破试验
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爆破作用下岩溶对边坡稳定性的数值模拟研究 被引量：6
6
作者 任高峰 王鑫 +7 位作者 周汉红 邓德志 廖兵 向小东 胡世士 张聪瑞 SAMI Kakar THEONESTE Ndayiragije 《爆破》 CSCD 北大核心 2023年第4期192-200,共9页
露天矿山在爆破过程中势必会给边坡稳定性造成影响,特别是边坡处于岩溶发育区时更容易造成边坡失稳,为了研究在爆破作用下岩溶对边坡稳定性的影响,本文依托塘垭石灰岩矿山边坡工程,以该矿山+1014 m平台出露岩溶为研究对象,利用ANSYS/LS-... 露天矿山在爆破过程中势必会给边坡稳定性造成影响,特别是边坡处于岩溶发育区时更容易造成边坡失稳,为了研究在爆破作用下岩溶对边坡稳定性的影响,本文依托塘垭石灰岩矿山边坡工程,以该矿山+1014 m平台出露岩溶为研究对象,利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件进行数值模拟,考虑爆破振动效应影响,得到了围岩的应力分布,重点对比分析了有无溶洞条件下,爆破对边坡应力、爆破振速、边坡岩体损伤以及边坡有效应力产生影响的差异。研究结果表明:在台阶爆破时,由于溶洞的存在,使得台阶出现受力改变,出现多次应力集中现象,但台阶受力产生的应力值仅有7.6 MPa,仍无法达到破坏岩体的程度;不同空间位置的监测点,由于溶洞的存在,振动速度的差值变大,且垂直方向比水平方向的振动速度变化更大,尤其是空间位置靠近边坡坡面的监测点,对这种情况的反应更加明显,边坡坡面的监测点振动速度差值最大约1 cm/s,未超过安全允许振速;在爆破次数不断增加的过程中,岩体内部的损伤也在逐步加剧,且损伤在有溶洞的影响下更为明显,岩溶区半径越大,爆破次数越多,损伤就更为严重;对比前期开展的岩石单轴抗压强度实验得知,尽管溶洞的存在会造成应力值的改变和应力集中现象,但产生的有效应力峰值总体均远低于岩体的单轴抗压强度。针对爆破过程对边坡稳定性造成的影响,提出岩溶区边坡的支护处理措施,可为类似边坡爆破工程提供参考。 展开更多
关键词 露天矿 爆破振速 岩溶 数值分析 边坡 稳定性
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浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动效应研究 被引量：3
7
作者 汪艮忠 胡宇 +5 位作者 周汉红 赵海涛 周珉 胡汪靖 张小军 高文学 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第6期147-152,166,共7页
为研究浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动效应,基于量纲分析,建立了浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动计算模型,并以国道109新线高速公路齐家庄隧道为依托进行现场爆破振动监测试验,研究结果表明:先行洞掘进形成的空洞对后行洞爆破应力波在先行... 为研究浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动效应,基于量纲分析,建立了浅埋偏压隧道掘进爆破地表振动计算模型,并以国道109新线高速公路齐家庄隧道为依托进行现场爆破振动监测试验,研究结果表明:先行洞掘进形成的空洞对后行洞爆破应力波在先行洞地表传播造成一定影响,其地表峰值振速随着爆心距的增大而减小;峰值振速衰减速率先增大后减小;峰值振速放大倍数最高达1.43倍。将所建立的计算模型与4种代表性的模型进行多元线性回归,计算结果表明:4种代表性模型相关系数在0.379~0.712之间,本文理论模型在空洞效应区、非空洞效应区的相关系数分别为0.794、0.865,吻合度较好,验证了该计算模型的正确性,表明本文模型可为类似施工工程的爆破振动控制提供指导意义。 展开更多
关键词 浅埋偏压双线隧道 量纲分析 爆破振动 空洞效应 计算模型
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石墨矿石动力学特性及本构模型研究
8
作者 叶海旺 李睿 +6 位作者 路东 于燕 余梦豪 雷涛 王其洲 李宁 Doumbouya Sekou 《爆破》 2025年第3期26-36,152,共12页
为研究品位和动荷载耦合作用下晶质石墨矿石的动态力学响应特征,利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆试验装置对5.19%、10.79%、12.65%和15.50%四种不同品位的晶质石墨矿石试样开展了不同冲击气压下的动态压缩试验,对比分析了品位和应... 为研究品位和动荷载耦合作用下晶质石墨矿石的动态力学响应特征,利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆试验装置对5.19%、10.79%、12.65%和15.50%四种不同品位的晶质石墨矿石试样开展了不同冲击气压下的动态压缩试验,对比分析了品位和应变率对晶质石墨矿石动态力学特性和能耗特性的影响,并基于黏弹性朱-王-唐模型建立了考虑品位和应变率的晶质石墨矿石动态本构模型。试验结果表明:晶质石墨矿石动态抗压强度和峰值应变均随着应变率提高而逐渐增大,而弹性模量与应变率无关;随着品位的提高,矿石试样的初始压密变形量和峰值应变增大,动弹性模量、动态抗压强度及其率敏感性逐渐下降;此外,中低品位矿石的破碎程度在一定应变率范围内随能耗密度的增大而加剧,但高品位矿石破碎程度变化不大,表明品位对晶质石墨矿石的动态破碎行为有显著影响;建立考虑品位和应变率的晶质石墨矿石动态本构模型,通过对比所建立的动态本构模型和试验得到的动态应力-应变曲线,验证了模型的准确性和适用性,为晶质石墨矿石在动荷载作用下的力学行为研究提供了理论支持。 展开更多
关键词 岩石动力学 SHPB试验 石墨矿石 损伤本构模型
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