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《岩石力学与工程研究著作丛书》序1

《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话1

前言1

第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 国内外研究现状及进展2

1.2.1 爆破地震波的危害机制2

1.2.2 爆破震动监测5

1.2.3 爆破震动信号分析技术6

1.2.4 爆破地震波的传播规律11

1.2.5 爆破震动峰值强度预测12

1.2.6 爆破震动安全判据14

1.2.7 爆破震动危害控制15

第2章 爆破地震波的产生与传播17

2.1 爆破地震波的产生与爆破地震效应17

2.1.1 爆破地震波的产生17

2.1.2 爆破地震效应22

2.2 爆破地震效应的研究方法25

2.3 爆破地震波与天然地震波的差异26

2.4 爆破地震波的类型及传播方式27

2.4.1 爆破地震波的类型27

2.4.2 爆破地震波的传播方式30

2.5 爆破地震波对建（构）筑物的危害效应36

2.5.1 建（构）筑物受爆破震动破坏的形式和影响因素37

2.5.2 能量破坏机理38

2.5.3 爆破震动特性对建（构）筑物破坏的影响41

2.6 场地对爆破地震波传播的影响48

2.6.1 场地土层的动力特性48

2.6.2 场地覆盖土层对爆破地震波的影响49

第3章 爆破震动信号的傅里叶变换51

3.1 信号的描述、分类与处理51

3.1.1 信号的描述与分类51

3.1.2 信号的分析与处理54

3.2 傅里叶变换55

3.2.1 离散傅里叶级数55

3.2.2 傅里叶谱56

3.2.3 傅里叶变换的原理56

3.2.4 傅里叶变换的几个重要的性质57

3.2.5 信号数字滤波59

3.2.6 信号的短时傅里叶变换60

3.3 傅里叶变换在爆破震动信号中的应用64

3.3.1 获取爆破震动信号的功率谱64

3.3.2 获取爆破震动信号的优势频率65

第4章 爆破震动信号的小波变换66

4.1 小波分析理论6

4.2 小波分析中小波函数（基函数）的选取68

4.3 小波包分析70

4.3.1 小波包分析理论70

4.3.2 小波及小波包分析算法的实现73

4.4 爆破震动信号的小波及小波包分析技术73

4.4.1 爆破震动信号小波分析技术73

4.4.2 爆破震动信号小波包分析技术77

4.4.3 本分析方法的有效性检验80

第5章 爆破震动信号的HHT法82

5.1 HHT方法82

5.1.1 EMD原理与算法82

5.1.2 Hilbert变换与Hilbert谱84

5.1.3 HHT法的优越性92

5.2 HHT法的仿真实例93

5.3 基于HHT的爆破震动信号分析94

5.4 HHT法研究的有关问题99

5.4.1 分解方法99

5.4.2 信号的物理解释100

5.4.3 端点效应100

5.4.4 信号长度的选取100

5.5 HHT法的完备性与正交性100

5.5.1 完备性的验证100

5.5.2 正交性104

第6章 爆破震动信号小波变换与HHT法的比较106

6.1 信号的分解过程及信息重构106

6.2 信号的频谱分析114

6.3 信号突变检测116

6.4 信号的分辨率对比119

6.5 消噪与滤波120

第7章 爆破震动监测129

7.1 爆破震动测试内容与原理129

7.1.1 爆破震动测试内容129

7.1.2 测试的基本原理130

7.1.3 测试系统的构成130

7.1.4 震动测试的几个重要概念132

7.2 爆破震动记录仪135

7.2.1 爆破震动记录仪的基本要求135

7.2.2 国内外爆破震动记录仪介绍137

7.3 爆破震动传感器140

7.3.1 非电量电测法和传感器141

7.3.2 传感器的组成141

7.3.3 传感器的特性142

7.3.4 传感器的一般要求147

7.3.5 传感器频率要求147

7.3.6 传感器的安装和定位147

7.3.7 爆破中常用传感器的种类148

7.4 爆破震动监测实施的原则与方法152

7.4.1 测点布置的原则152

7.4.2 测震系统的标定153

7.4.3 爆破震动测试的抗干扰措施154

7.4.4 震动记录仪的设置155

第8章 爆破震动预测157

8.1 爆破震动波形的预测157

8.1.1 线性叠加预测模型157

8.1.2 多频带小波系数预测模型159

8.2 爆破震动强度的预测160

8.2.1 爆破震动峰值速度预测模型161

8.2.2 现有预测模型存在的问题163

8.3 峰值质点震速预测的人工神经网络模型163

8.3.1 人工神经网络原理163

8.3.2 人工神经网络的特点164

8.3.3 人工神经网络设计165

8.3.4 峰值质点震速预测的模糊神经网络模型168

8.4 爆破震动峰值质点震速预测169

第9章 爆破震动信号在不同频带的能量分布特征174

9.1 爆破震动监测试验174

9.1.1 爆破震动测试系统174

9.1.2 爆破震动现场测试175

9.2 信号频带能量分布规律的小波包分析175

9.2.1 小波包分解深度与小波包基的确定176

9.2.2 爆破震动信号的频带能量分布特征分析176

9.3 爆破条件对信号频带能量分布的影响183

9.3.1 最大段药量的影响183

9.3.2 总药量对爆破震动信号频带能量分布的影响186

9.3.3 爆心距对爆破震动信号频带能量分布的影响189

9.4 爆破信号能量分布特征的几点认识191

第10章 硐室大爆破震动特征分析193

10.1 爆破震动信号分析193

10.1.1 工程背景193

10.1.2 大爆破震动监测194

10.2 基于HHT方法的震动特征分析方法197

10.3 质点震动速度峰值与瞬时能量变化特征200

10.4 爆破震动频率变化特征205

第11章 结构体对爆破震动的动态响应特征211

11.1 反应谱理论211

11.2 反应谱的数值计算215

11.3 反应谱计算的实现217

11.4 单段爆破震动反应谱的特征分析218

11.5 多段微差爆破震动反应谱的特征分析220

第12章 爆破震动危害机制与安全评判226

12.1 爆破震动强度特性及其危害机制226

12.1.1 震动幅值强度特性及其在震动危害中的作用226

12.1.2 震动频谱特性及其在震动危害中的作用228

12.1.3 震动持时特性及其在震动危害中的作用230

12.1.4 爆破震动危害机制231

12.2 爆破震动安全判据231

12.2.1 单一质点震速安全判据231

12.2.2 速度-频率相关安全判据232

12.2.3 爆破破坏指数安全判据233

12.2.4 多因素综合安全判据235

12.3 基于时-能密度法的爆破震动安全判据235

12.3.1 时-能密度曲线与爆破震动三要素的关系236

12.3.2 爆破震动损伤统一安全判据的依据238

12.3.3 爆破震动TEDI值预测239

12.4 爆破震动损伤统一安全判据计算与评判239

第13章 爆破震动灾害主动控制244

13.1 爆破震动灾害控制常用的手段与方法244

13.1.1 干扰降震法244

13.1.2 改变爆炸参数246

13.2 基于实测爆破震动资料分析的干扰降震法248

13.2.1 普通微差干扰降震法的原理248

13.2.2 普通干扰降震法的局限性249

13.2.3 基于实测爆破震动信号分析的干扰降震法251

13.3 最优微差延期时间的确定253

13.3.1 微差延期时间的识别253

13.3.2 微差爆破震动信号的分离255

13.4 爆破震动灾害主动控制258

13.4.1 微差延期时间对爆破震动强度的影响258

13.4.2 基于微差干扰降震的爆破震动灾害主动控制259

参考文献262

附录A 爆破震动安全判据计算结果272

附录B 爆破震动分析有关源程序278