一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法

1.本发明属于矿山开采爆破预测技术，具体涉及一种延时爆破振动控制方法，特别是一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法。


背景技术：

2.我国矿产资源丰富，但富矿少，贫矿多。近年来，随着国民经济发展对矿产资源需求的不断加大和高品位富矿资源的不断枯竭，矿产资源的可持续供给能力不断下降，矿产品价格大幅度提升。从而，开采丰富的低品位贫矿资源成为了产业持续和转型的必然趋势。为了保障矿产资源的平稳供给，低品位矿体倾向采用规模化、大孔径深孔的爆破方式开采，但规模爆破由于使用炸药量过大产生强烈的爆破振动等负面效应。目前，爆破振动危害主要通过传统的减小单段次装药量的方式进行控制，但过度减小单段装药量必然导致爆破分段多、施工工序复杂、安全性差等问题。
3.从2022年6月开始，工信部开始强制推行电子雷管替代普通导爆管雷管应用，电子雷管延期时间的可编辑性和精确性对爆破振动控制提供了新的途径，同时基于实测单孔特征合成延时叠加振动的计算方法也广受关注，传统的不考虑相邻炮孔之间爆炸作用的延时爆破振动叠加模型，其计算振幅可达实测振幅的3倍之多，计算振动主频相比实测主频误差可达50％，这种影响在拉槽爆破、天井爆破等小孔距爆破的振动效应中尤为突出。当前这类方法简单假定延时爆破中每个炮孔相互独立且波形相同，由于爆破过程是瞬态复杂多变的，因此爆破过程引起的爆破振动具有一定的随机性，然而传统的爆破振动预测未考虑爆破振动的随机特性，致使计算方法无法发挥电子雷管技术优势，行业人员依然对高价格的电子雷管存在争议和抵触心理。因此，探索可以计算任意工况的延时爆破振动合成计算方法指导延时参数设计具有重要意义和工程价值，对水电、隧道等规模爆破降振也具有借鉴意义。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：针对规模爆破引起的强烈振动危害，突破每个炮孔产生的爆破振动波形统一的假定，提供一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，并根据该计算方法指导孔间延期时间设计和优化。
5.本发明采用如下技术方案实现：
6.一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，包括如下步骤：
7.s10、将单个炮孔内药包划分成j个单元，每个单元药包长度为l，计算单元药包在测点p(r，z)的振动速度；
8.s20、合成j个单元药包组成的单个炮孔在测点p(r，z)的爆破振动速度波形；
9.s30、基于不同爆心距下单孔爆破振动的实测波形，建立传播介质品质因子与所述实测波形频率的计算关系，修正传播介质中单孔爆破振动波形及其特征参量；
10.s40、基于爆破振动波形的统计学特性，生成具有统计学意义的单孔爆破振动波形
集；
11.s50、考虑先爆孔对后爆孔围岩的损伤效应，建立多孔振动非线性叠加模型，合成延时爆破振动波形。
12.上述一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法中，具体的，所述步骤s10中，单元药包爆破在测点p(r，z)的振动速度的频域计算公式为：
[0013][0014]
式中：u
ξ
(r,kz,ω)为在ξ方向(r向或θ向或z向)上的振动速度波形，r为振动监测点的水平距离；kz为波数，即波长的倒数；ω为振动圆频率；μ是岩体的剪切模量，so(ω)为频域内的爆源荷载函数，p(kz)为(l/(2a))
·
sinc(l/2
·kz
)，其中l为单元药包长度，a为装药炮孔半径，sinc(x)＝sin(x)/x；g
ξ
(kz,ω)是柱坐标系下ξ方向上波动方程的分量函数，ξ方向为r向或θ向或z向。
[0015]
上述一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法中，具体的，所述柱坐标系波动方程的三个分量函数表达式为：
[0016][0017][0018][0019]
式中：l和m分别为振动速度波形在径向压缩和轴向压缩的波数，和k
α
为ω/α，k
β
为ω/β，其中α为纵波(p波)波速，β为横波(s波)波速；i是虚数单位；k
δ
(χ)是δ阶第二类修正贝赛尔曲线，δ阶数取值范围是1～2，贝塞尔曲线是波形计算及矢量图形表达的重要数学参数曲线，在以上表达式中体现为k1(ma)、k1(lr)、k1(la)、k1(mr)、k0(ma)、k0(lr)、k0(mr)、k0(la)。
[0020]
上述一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法中，具体的，所述步骤s20中，合成j个单元药包组成的单个炮孔在测点p(r，z)的爆破振动速度的计算公式为：
[0021][0022]
式中：zj为第j个药包单元的z向坐标，t代表时间，δtj为第j个药包单元与起爆药包单元的延时间隔，e是自然常数。
[0023]
上述一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法中，具体的，所述步骤s30包括如下子步骤：
[0024]
s31、通过计算爆破地震波传播过程中子波频谱的中心频率的偏移量，计算地层介
质品质因子来反映介质的阻尼特性，计算公式如下
[0025][0026]
式中：δt是两观测点间的波形到达时间差值，f1和f2是任意两观测点的中心频率，采用计算，其中si(f)为测点i处的波形频谱，为测点i处的波形中心频率的方差，采用计算，积分量f代表波形频率，积分区域为[0,∞]；
[0027]
s32、根据观测到的所有测点的振动数据，计算振动波形在径向l、切向t、垂直向v三分量中任意两点间的品质因子值q，根据所有品质因子值绘制散点图，q
p
和qs用于描述p波和s波的传播介质品质因子函数关系如下：
[0028]qp
＝a(1-e-b(r-a)
)+c，
[0029][0030]
s33、通过径向l分量数据和q
p
的拟合计算公式，得到p波的传播介质品质因子函数中a,b,c的具体参数值；通过切向t和垂直向v分量数据和qs的拟合计算公式，得到s波的传播介质品质因子函数中a1,b1,c1的具体参数值；
[0031]
s34、通过以下公式计算传播介质品质因子对波速的影响，
[0032]
γ＝(1/π)
·
tan-1
(1/q
p
)；λ＝(1/π)
·
tan-1
(1/qs)，
[0033][0034]
式中，γ和λ是应力和应变关系中相位角的描述参量；v
p
和vs是在频率ω
α
工况下的p波和s波波速，通过指定监测点的实测波形中p波和s波的时间差δt1确定，ω
α
为爆源荷载曲线的中心频率；i是虚数单位；
[0035]
s35、根据计算出的p波和s波波速函数，修正步骤s10中p波和s波的波速α和β。
[0036]
上述一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法中，具体的，所述步骤s40包括如下子步骤：
[0037]
s41、实测相同爆源条件下的多个单孔地震波波形，并将多个单孔波形按照下式进行平均处理：
[0038][0039]
式中，y为实测的第y个炮孔，设共测y个单孔波形，波形开始时间统一为零时刻；
[0040]
s42、将所有实测单孔波形sy(t)和单孔平均波形as(t)开展幅频关系对比分析，结合montel-carlo统计学方法，通过下式确定统计学函数关系中的参数f，p：
[0041][0042]
式中，*代表卷积运算，δ(t)为狄拉克delta函数，rk为[-1,1]范围内的伪随机数，δt为数字波形的采样间隔，p为由参数h和变化的波形范围确定的分数随机性参数，f是将随机波动能量标准化的参数；
[0043]
s43、将爆破振动波形的统计学关系代入式(2)，生成具有统计学意义的单孔振动波形集如下：
[0044][0045]
上述一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法中，具体的，所述步骤s42中，参数f的计算式如下：
[0046][0047]
式中持续时间参数h，根据hδt为单孔波形持续时间的1/4～1/2而定。
[0048]
上述一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法中，具体的，所述步骤s50包括如下子步骤：
[0049]
s51、设定爆破装药总数为n，针对其中任意第n个炮孔，通过下式确定先爆n-1个炮孔对第n个炮孔岩体环境的累积损伤值：
[0050][0051]
式中，dn为前n-1个孔对第n个炮孔的累积损伤，dn＝1意味着无损伤破坏，wj与分别表示第j个孔的装药量与平均装药量，r
nj
为第n个炮孔至先起爆第j个孔的距离，j《n，η为损伤常数，初值通过超声波测试仪在获得爆前、爆后的p波波速值确定；
[0052]
s52、通过下式进行延时叠加合成计算：
[0053][0054]
式中：v(t)为n个炮孔爆破的振动叠加波形，sn(t-δn)代表第n个孔的振动波形，对应的起爆延期时间为δn；
[0055]
s53、通过与实测多孔延时爆破振动对比，修正损伤常数η，得到考虑先爆孔对后爆孔围岩损伤的多孔振动非线性叠加模型。
[0056]
本发明具有如下有益效果：
[0057]
(1)实现任意工程条件产生的爆破振动演化预测。本发明采用理论模型和实测参数修正相结合的方式，给出了通用延时爆破振动合成计算方法，适用于任意工程条件下的延时爆破振动演化预测，为规模爆破振动危害控制提供了低成品、快速高效、高精度化的预
测新方法，有效推动了爆破振动危害控制的智能化、数字化、精细化发展。
[0058]
(2)充分发挥了电子雷管技术潜力优势。自电子雷管在我国普及应用以来，电子雷管的设置仍沿用传统的延期时间设置，且缺乏可以指导实际工程设计的延期时间设计方法；本发明通过计算的方式，避免了现场的重复试验和实测以及后续数据分析和优化，从而大大减小了延期时间优化和设计周期，同时也充分发挥了具备可编辑特性的电子雷管的技术潜力，为我国电子雷管的高效利用提供了途径。
[0059]
(3)考虑了先爆孔对后爆破的损伤效应以及爆破振动的随机性，更贴近现实爆破振动效果，计算结构更加精准。传统的不考虑相邻炮孔之间爆炸作用的延时爆破振动叠加模型，其计算振幅可达实测振幅的3倍之多，计算振动主频相比实测主频误差可达50％，这种影响在拉槽爆破、天井爆破等小孔距爆破的振动效应中尤为突出。本发明考虑了相邻炮孔间先爆孔对后爆孔围岩形成的损伤，更贴合工程实际的给出了延时爆破振动的叠加演化特性。同时，本发明根据振动波形的统计学意义，结合统计学中的蒙特卡洛方法，通过与实测波形分布对比，在计算合成方法中考虑了爆破振动随机性特性，更贴合实际地预测了延时爆破振动。
[0060]
(4)提高了爆破振动控制的有效性。本发明可以通过快速调节各个具体参数，分析任一因素对爆破振动的影响规律，进而有效选择实现降震的核心参量，相比传统的装药量单一因素控制，提供了多元控制方法。此外，还减少了工业爆破试验，有效减少了试验成本和周期，快速为爆破振动控制提供了方案，尤其是对一次性工程爆破具有重要价值。
[0061]
综上所述，本发明是一种贴合工程实际、成本低、快速高效、智能化、数字化的延时爆破振动合成计算方法，为工程爆破中延期时间优化和电子雷管推广应用提供了有效途径。
[0062]
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
[0063]
图1为本发明的一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法的流程示意图。
[0064]
图2为实施例中的测点与炮孔的位置示意图。
[0065]
图3为基于实测振动数据的品质因子拟合示意图。
具体实施方式
[0066]
实施例
[0067]
某深孔规模爆破矿山的常规炮孔长度48m，炮孔直径2a为165mm，炮孔采用轴向间隔不耦合装药结构，炮孔底部0.5m位置固定吊装定位块，然后填装堵塞物0.5m，每层装药长度为0.8m，竹筒作为空气间隔长度1.0m，共计装药层数为25层，炮孔顶部堵塞2.0m；沿炮孔全长铺设对折导爆索，联接孔口双发雷管进行起爆，导爆索爆速为6000m/s；计算测点p的振动速度波形，p点距孔口水平距离r为25m。
[0068]
结合图1采用本发明对该矿山规模爆破的延时爆破振动进行合成计算。
[0069]
如图2所示，炮孔周围岩体纵波(p波)波速α为5600m/s,横波(s波)波速β为3189m/s，计算得到岩体的剪切模量μ为27gpa，从而：
[0070][0071]
则：
[0072][0073]
式中：l和m分别为径向压缩和轴向压缩的波数，kz为垂直方向z坐标波数，ω为振动圆频率。从而可得到g
ξ
(kz,ω)是ξ在r向(或z向)由柱坐标系波动方程计算出的三个分量函数，表达式为
[0074][0075][0076][0077]
式中：l和m分别为振动速度波形在径向压缩和轴向压缩的波数，和k
α
为ω/α，k
β
为ω/β，其中α为p波波速，β为s波波速；i是虚数单位；k
δ
(χ)是δ阶第二类修正贝赛尔曲线，δ阶数取值范围是1～2，δ阶数取值范围是1～2，贝塞尔曲线是波形计算及矢量图形表达的重要数学参数曲线，在以上表达式中体现为k1(ma)、k1(lr)、k1(la)、k1(mr)、k0(ma)、k0(lr)、k0(mr)、k0(la)。
[0078]
根据装药长度和空气间隔长度将炮孔单元长度l设置为0.1m，即每层药包划分为8个单元，计算每个单元药包在测点p(25,zj)的振动速度的频域计算公式为：
[0079][0080]
p(kz)＝(0.1/0.165)
·
sinc(0.05kz)
[0081]
式中：u
ξ
(r,kz,ω)为在ξ方向(r向或θ向或z向)上的振动速度波形，r为振动监测点的水平距离；kz为波数，即波长的倒数；ω为振动圆频率；μ是岩体的剪切模量，so(ω)为频域内的爆源荷载函数，p(kz)为(l/(2a))sinc(l/2
·kz
)，其中l为单元药包长度，a为装药炮孔半径，sinc(x)＝sin(x)/x；g
ξ
(kz,ω)是柱坐标系下ξ方向上波动方程的分量函数，ξ方向为r向或θ向或z向。
[0082]
参见图2，在此基础上计算单个垂直炮孔的在测点p的爆破振动速度为：
[0083][0084]
式中：δtj为第j个药包单元与起爆药包单元的延时差；
[0085]
现场开展单孔爆破试验监测不同爆心距下的爆破振动，根据实测三个分量(径向l、切向t和垂直方向v)的振动数据，采用下式计算任意测点i的振动波形的中心频率和方
差。
[0086][0087]
式中si(f)为测点i处的波形频谱；为测点i处的波形中心频率的方差，积分量f代表波形频率，积分区域为[0，∞]。
[0088]
根据观测到的所有测点的振动数据，根据下式计算振动波形三分量(l，t，v)中任意两点间的品质因子值q，得到的数据如图3所示。
[0089][0090]
式中：δt是两观测点间的波形到达时间差值，f1和f2是任意两观测点中观测点1和观测点2处的中心频率。
[0091]
根据所得的品质因子值绘制散点图，通过l分量数据和q
p
的拟合计算公式，得到p波的传播介质品质因子函数中a，b，c的具体参数值；通过t、v分量数据和qs的拟合计算公式，得到s波的传播介质品质因子函数中a1，b1，c1的具体参数值。
[0092]qp
＝a(1-e-b(r-a)
)+c，
[0093][0094]
得到的品质因子对波速的影响通过以下函数描述：
[0095]
γ＝(1/π)
·
tan-1
(1/q
p
)；λ＝(1/π)
·
tan-1
(1/qs)
[0096][0097]
式中：γ和λ是应力和应变关系中相位角的描述参量；v
p
和vs是在频率ω
α
工况下的p波和s波波速，通过指定监测点的实测波形中p波和s波的时间差δt1确定，ω
α
为爆源荷载曲线的中心频率；i是虚数单位。
[0098]
根据计算所得的p波和s波波速修正函数，替换前面相应的波速参量，并对所有参量进行赋值；由于计算的复杂性，采用matlab软件平台将公式编写为代码进行运算，得到单孔爆破振动波形，并通过修改参量赋值计算指定装药结构条件下的单孔振动波形。
[0099]
实际爆破中，即使完全相同爆源条件下单孔振动波形存在统计学特性，通过实测相同爆源条件下的多个单孔地震波波形sy(t)(y为实测的第y个炮孔，设共测y个单孔波形,波形开始时间统一为零时刻)，将实测的单孔波形按以下公式进行平均处理：
[0100][0101]
将所有实测单孔波形sy(t)和单孔平均波形as(t)开展幅频关系对比分析，结合montel-carlo统计学方法，确定统计学函数关系中的参数f,p：
[0102]
[0103]
式中：*代表卷积运算，δ(t)为狄拉克delta函数，rk为[-1,1]范围内的伪随机数，δt为数字波形的采样间隔，p为由参数h和变化的波形范围确定的分数随机性参数。f是将随机波动能量标准化的参数，其计算式如下：
[0104][0105]
式中持续时间参数h，根据hδt一般为单孔波形持续时间的1/4～1/2而定。
[0106]
将爆破振动波形的统计学关系代入式单孔重构波形函数，生成具有统计学意义的单孔振动波形集如下：
[0107][0108]
将得到的统计学关系代入前面计算获得的单孔振动波形函数，从而生成具有统计学意义的单孔振动波形集：
[0109][0110]
根据所得的单孔振动波形集建立考虑先爆孔对后爆孔围岩损伤的多孔延时爆破振动非线性叠加模型,包括以下步骤：
[0111]
根据相邻炮孔间先爆孔在其爆炸荷载作用下对后爆孔围岩形成损伤，即炮孔起初会在围岩中形成破碎区之外，还会对保留岩体产生损伤劣化，从而对后爆孔形成爆破损伤环境，改变后爆孔起爆时炸药能量的作用方向及其振动特性。因此，设定爆破装药总数为n，针对其中任意第n个炮孔，确定先爆n-1个炮孔对第n个炮孔岩体环境的累积损伤值。
[0112][0113]
式中：dn为前n-1个孔对第n个炮孔的累积损伤，dn＝1意味着无损伤破坏，wj与分别表示第j个孔的装药量与平均装药量，r
nj
(j《n)为第n个炮孔至先起爆第j个孔的距离。
[0114]
上式中的损伤常数η的初值，通过现场超声波测试爆前、爆后岩体的p波波速下降率确定。
[0115]
在确定第n个炮孔累积损伤的基础上，结合单孔振动波形集函数关系，计算多孔延时叠加合成振动波形：
[0116][0117]
式中：v(t)为n个炮孔爆破的振动叠加波形，sn(t-δn)代表第n个孔的振动波形，对应的起爆延期时间为δn。
[0118]
在计算了群孔爆破振动波形的基础上，通过与实测多孔延时爆破振动波形对比，修正损伤常数η，最终得到基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法。
[0119]
该延时爆破振动合成计算方法相比传统的大量实测对比优化，大大减少了试验成
本，且能预测任意工程条件产生的爆破振动波形，促进国家刚性推广的高精度电子雷管实现智能化、数字化工业应用，快速、精准提出爆破振动控制方案。
[0120]
需要明确的是，以上描述的仅是本发明在间隔装药的深孔爆破中的实施例而已，并不用以限制本发明，凡是基于本发明的技术方案和原则之内，所作任何修改、等同替换、改进等，均属于本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，其特征在于，包括如下步骤：s10、将单个炮孔内药包划分成j个单元，每个单元药包长度为l，计算单元药包在测点p(r，z)的振动速度；s20、合成j个单元药包组成的单个炮孔在测点p(r，z)的爆破振动速度波形；s30、基于不同爆心距下单孔爆破振动的实测波形，建立传播介质品质因子与所述实测波形频率的计算关系，修正传播介质中单孔爆破振动波形及其特征参量；s40、基于爆破振动波形的统计学特性，生成具有统计学意义的单孔爆破振动波形集；s50、考虑先爆孔对后爆孔围岩的损伤效应，建立多孔振动非线性叠加模型，合成延时爆破振动波形。2.根据权利要求1所述的一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，所述步骤s10中，单元药包爆破在测点p(r，z)的振动速度的频域计算公式为：式中：u
ξ
(r,k
z
,ω)为在柱坐标系下ξ方向上的振动速度波形，r为振动监测点的水平距离；k
z
为波数，即波长的倒数；ω为振动圆频率；μ是岩体的剪切模量，so(ω)为频域内的爆源荷载函数，p(k
z
)为(l/(2a))
·
sinc(l/2
·
k
z
)，其中l为单元药包长度，a为装药炮孔半径，sinc(x)＝sin(x)/x；g
ξ
(k
z
,ω)是柱坐标系下ξ方向上波动方程的分量函数，ξ方向为r向或θ向或z向。3.根据权利要求2所述的一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，所述柱坐标系波动方程的三个分量函数表达式为：柱坐标系波动方程的三个分量函数表达式为：柱坐标系波动方程的三个分量函数表达式为：式中：l和m分别为振动速度波形在径向压缩和轴向压缩的波数，和k
α
为ω/α，k
β
为ω/β，其中α为纵波(p波)波速，β为横波(s波)波速；i是虚数单位；k
δ
(χ)是δ阶第二类修正贝赛尔曲线，δ阶数取值范围是1～2。4.根据权利要求1所述的一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，所述步骤s20中，合成j个单元药包组成的单个炮孔在测点p(r，z)的爆破振动速度的计算公式为：
式中：z
j
为第j个药包单元的z向坐标，t代表时间，δt
j
为第j个药包单元与起爆药包单元的延时间隔，e是自然常数。5.根据权利要求4所述的一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，所述步骤s30包括如下子步骤：s31、通过计算爆破地震波传播过程中子波频谱的中心频率的偏移量，计算地层介质品质因子来反映介质的阻尼特性，计算公式如下式中：δt是两观测点间的波形到达时间差值，f1和f2是任意两观测点的中心频率，采用计算，其中s
i
(f)为测点i处的波形频谱，为测点i处的波形中心频率的方差，采用计算，积分量f代表波形频率，积分区域为[0,∞]；s32、根据观测到的所有测点的振动数据，计算振动波形在径向l、切向t、垂直向v三分量中任意两点间的品质因子值q，根据所有品质因子值绘制散点,图，q
p
和q
s
用于描述p波和s波的传播介质品质因子函数关系如下：用于描述p波和s波的传播介质品质因子函数关系如下：s33、通过径向l分量数据和q
p
的拟合计算公式，得到p波的传播介质品质因子函数中a,b,c的具体参数值；通过切向t和垂直向v分量数据和q
s
的拟合计算公式，得到s波的传播介质品质因子函数中a1,b1,c1的具体参数值；s34、通过以下公式计算传播介质品质因子对波速的影响，γ＝(1/π)
·
tan-1
(1/q
p
)；λ＝(1/π)
·
tan-1
(1/q
s
)，式中，γ和λ是应力和应变关系中相位角的描述参量；v
p
和v
s
是在频率ω
α
工况下的p波和s波波速，通过指定监测点的实测波形中p波和s波的时间差δt1确定，ω
α
为爆源荷载曲线的中心频率；i是虚数单位；s35、根据计算出的p波和s波波速函数，修正步骤s10中p波和s波的波速α和β。6.根据权利要求5所述的一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，所述步骤s40包括如下子步骤：s41、实测相同爆源条件下的多个单孔地震波波形，并将多个单孔波形按照下式进行平均处理：
式中，y为实测的第y个炮孔，设共测y个单孔波形，波形开始时间统一为零时刻；s42、将所有实测单孔波形s
y
(t)和单孔平均波形as(t)开展幅频关系对比分析，结合montel-carlo统计学方法，通过下式确定统计学函数关系中的参数f，p：式中，*代表卷积运算，δ(t)为狄拉克delta函数，r
k
为[-1,1]范围内的伪随机数，δt为数字波形的采样间隔，p为由参数h和变化的波形范围确定的分数随机性参数，f是将随机波动能量标准化的参数；s43、将爆破振动波形的统计学关系代入式(2)，生成具有统计学意义的单孔振动波形集如下：7.根据权利要求6所述的一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，所述步骤s42中，参数f的计算式如下：式中持续时间参数h，根据hδt为单孔波形持续时间的1/4～1/2而定。8.根据权利要求6所述的一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，所述步骤s50包括如下子步骤：s51、设定爆破装药总数为n，针对其中任意第n个炮孔，通过下式确定先爆n-1个炮孔对第n个炮孔岩体环境的累积损伤值：式中，d
n
为前n-1个孔对第n个炮孔的累积损伤，d
n
＝1意味着无损伤破坏，w
j
与分别表示第j个孔的装药量与平均装药量，r
nj
为第n个炮孔至先起爆第j个孔的距离，j<n，η为损伤常数，初值通过超声波测试仪在获得爆前、爆后的p波波速值确定；s52、通过下式进行延时叠加合成计算：式中：v(t)为n个炮孔爆破的振动叠加波形，s
n
(t-δ
n
)代表第n个孔的振动波形，对应的起爆延期时间为δ
n
；s53、通过与实测多孔延时爆破振动对比，修正损伤常数η，得到考虑先爆孔对后爆孔围
岩损伤的多孔振动非线性叠加模型。

技术总结
本发明公开了一种基于单孔波形重构的延时爆破振动合成计算方法，包括如下步骤：S10、将单个炮孔内药包划分成J个单元，每个单元药包长度为L，计算一个单元药包在测点P(r，z)的振动速度；S20、合成J个单元药包组成的单个炮孔在测点P(r，z)的爆破振动速度；S30、基于不同爆心距下单孔爆破振动的实测波形，建立传播介质品质因子与所述实测波形频率的计算关系，修正传播介质中单孔爆破振动波形及其特征参量；S40、基于爆破振动波形的统计学特性，生成具有统计学意义的单孔爆破振动波形集；S50、考虑先爆孔对后爆孔围岩的损伤效应，建立多孔振动非线性叠加模型，合成延时爆破振动波形。本发明贴合工程实际，具有成本低、快速高效、智能化、数字化的优点。数字化的优点。数字化的优点。


技术研发人员：苟永刚 叶明珠 拾立振 陈育民 韩一 冀昆
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/9/5