Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu ảnh hưởng của rung động hầm do nổ mìn dựa trên biến đổi Hilbert-Huang cải tiến
Tóm tắt
Thông qua một dự án nổ mìn đường hầm, tác động của rung động do nổ mìn đã được phân tích từ góc độ chuyển giao năng lượng rung. Phương pháp hồi quy phi tuyến được sử dụng để có được phương trình dự đoán về vận tốc rung động do nổ dựa trên dữ liệu rung động thực địa. Sau đó, công thức đảo ngược đã được áp dụng để xác định lượng thuốc nổ tối đa trên mỗi thời gian trì hoãn trong thi công nổ đường hầm. Dựa trên biến đổi Hilbert truyền thống, một phương pháp phân tích biến đổi Hilbert-Huang (HHT) mới xem xét Phân rã Bậc thang Mô hình Tương ứng Toàn diện với Phân rã Tiếng ồn Thích ứng (CEEMDAN) và phương pháp lọc ngưỡng gói sóng đã được đề xuất, tính khả thi của nó đã được xác minh bằng cách sử dụng tín hiệu rung động do nổ thực địa. Các nghiên cứu chứng minh rằng phương pháp phân tích HHT cải tiến có thể được sử dụng để phân tích ảnh hưởng của các tham số rung động do nổ khác nhau đối với sự phân bố năng lượng rung động ổn định. Ngoài ra, phương pháp phân tích chiều đã được sử dụng để thiết lập mô hình dự đoán năng lượng rung động do nổ. Kết quả nghiên cứu này cho thấy phương pháp phân tích HHT cải tiến có thể giải quyết vấn đề trùng lặp mô hình do phương pháp phân rã truyền thống gây ra và có thể lấy được các thành phần mô hình chính đã được làm sạch, cải thiện khả năng thích ứng của phân tích HHT. Thêm vào đó, với sự gia tăng khoảng cách giữa khu vực nổ và lượng thuốc nổ tối đa trên mỗi thời gian trì hoãn, năng lượng tần số cao của tín hiệu nổ dần yếu đi, trong khi dải tần năng lượng chiếm ưu thế chuyển sang dải tần số thấp. Các phương pháp và kết luận của nghiên cứu này có thể cung cấp một số tham khảo cho việc thi công nổ mìn có kiểm soát trong các trường hợp tương tự.
Từ khóa
#tunnel blasting #vibration analysis #Hilbert-Huang transform #CEEMDAN #energy prediction modelTài liệu tham khảo
Armaghani DJ, Hasanipanah M, Amnieh HB et al (2019) Development of a novel hybrid intelligent model for solving engineering problems using GS-GMDH algorithm. Eng Comput 4:1–13
Cardu M, Coragliotto D, Oreste P (2019) Analysis of predictor equations for determining the blast-induced vibration in rock blasting. Int J Min Sci Technol 29:905–915. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2019.02.009
Chen S, Wu J, Zhang Z (2017a) Blasting vibration characteristics and PPV calculation formula considering cylindrical charge length. Environ Earth Sci 2017:76. https://doi.org/10.1007/s12665-017-7027-5
Chen S-H, Wu J, Zhang Z-H (2017b) Blasting source equivalent load on elastic-plastic boundary for rock blasting. J Eng Mech 2017:143. https://doi.org/10.1061/(asce)em.1943-7889.0001225
Chen G, Li Q-Y, Li D-Q, Wu Z-Y, Liu Y (2019) Main frequency band of blast vibration signal based on wavelet packet transform. Appl Math Model 74:569–585. https://doi.org/10.1016/j.apm.2019.05.005
Deng X, Wang J, Wang R et al (2020) Influence of blasting vibrations generated by tunnel construction on an existing road. Int J Civ Eng 2020:1
Fattahi H, Hasanipanah M (2020) Prediction of blast-induced ground vibration in a mine using relevance vector regression optimized by metaheuristic algorithms. Natural Resour Res 2020:1–15
Hosseini SA, Tavana A, Abdolahi SM, Darvishmaslak S (2019) Prediction of blast-induced ground vibrations in quarry sites: a comparison of GP, RSM and MARS. Soil Dyn Earthq Eng 119:118–129. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2019.01.011
Huang D, Cui S, Li X (2019) Wavelet packet analysis of blasting vibration signal of mountain tunnel. Soil Dyn Earthq Eng 117:72–80. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.11.025
Huang JH, Luo Y, Zhang G et al (2020) Numerical analysis on rock blasting damage in Xiluodu underground powerhouse using an improved constitutive model. Eur J Environ Civ Eng 1:1–18
Jayasinghe B, Zhao Z, Teck-Chee AG, Zhou H, Gui Y (2019) Attenuation of rock blasting induced ground vibration in rock-soil interface. J Rock Mech Geotech Eng 11:770–778. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2018.12.009
Jiang N, Zhou C, Lu S, Zhang Z (2017) Propagation and prediction of blasting vibration on slope in an open pit during underground mining. Tunn Undergr Space Technol 70:409–421. https://doi.org/10.1016/j.tust.2017.09.005
Jiang W, Arslan CA, Soltani-Tehrani M, Khorami M, Hasanipanah M (2018) Simulating the peak particle velocity in rock blasting projects using a neuro-fuzzy inference system. Eng Comput 35:1203–1211. https://doi.org/10.1007/s00366-018-0659-6
Li HK, Liu SL, Wei BW et al (2015) Research on multi-point dynamic response fusion method of discharge structure based on variance contribution rate. J Vibr Shock 34(19):181–191. https://doi.org/10.13465/j.cnki.Jvs.2015.19.029.(inChinese)
Li L et al (2016) Energy spectrum analysis of blast waves based on an improved Hilbert-Huang transform. Shock Waves 27:487–494. https://doi.org/10.1007/s00193-016-0667-7
Li X, Hu H, He L, Li K (2017) An analytical study of blasting vibration using deep mining and drivage rules. Cluster Comput 20:109–120. https://doi.org/10.1007/s10586-017-0736-4
Li XF, Li HB, Zhang GK (2019) Damage assessment and blast vibrations controlling considering rock properties of underwater blasting. Int J Rock Mech Min Sci 2019:121. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2019.06.004
Liu G-H, Wang Z-Y (2004) Dynamic response and blast-resistance of a tunnel subjected to blast loading. J Zhejiang Univ Eng Sci 38(2):204–208
Lu A, Liang G, Long F et al (2016) Experimental and numerical investigation of the effect of blast-induced vibration from adjacent tunnel on existing tunnel. KSCE J Civ Eng 2016:5
Ma H, Li X, Liu Q et al (2020) Research on identification technology of explosive vibration based on EEMD energy entropy and multiclassification SVM. Shock Vibr 2020(2):1–10
Matidza MI, Jianhua Z, Gang H, Mwangi AD (2020) Assessment of blast-induced ground vibration at Jinduicheng molybdenum open pit mine. Nat Resour Res 29:831–841. https://doi.org/10.1007/s11053-020-09623-5
Miao Y et al (2018) Improved Hilbert spectral representation method and its application to seismic analysis of shield tunnel subjected to spatially correlated ground motions. Soil Dyn Earthq Eng 111:119–130. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.04.050
Mohamad ET, Diyuan L, Bhatawdekar RM, Danial JA, Khairul AK, Ibrahim K (2020) The effects of Abc, Ica, and Pso optimization techniques on prediction of ripping production. Eng Comput 36(4):1355–1370. https://doi.org/10.1007/s00366-019-00770-9
Nateghi R, Kiany M, Gholipouri O (2009) Control negative effects of blasting waves on concrete of the structures by analyzing of parameters of ground vibration. Tunn Undergr Space Technol 24:608–616. https://doi.org/10.1016/j.tust.2009.04.004
Ongen A, Tugce A, Karakus A et al (2018) Assessment of blast-induced vibration using various estimation models. J Afr Earth 45:267–273
Qin Q, Zhang J (2020) Vibration control of blasting excavation of large cross-section highway tunnel over metro line. Arab J Geosci 13(17):1–14
Shi X-Z et al (2016) Application of Hilbert-Huang transform based delay time identification in optimization of short millisecond blasting. Trans Nonferrous Metals Soc China 26:1965–1974. https://doi.org/10.1016/s1003-6326(16)64310-8
Shi ZM et al (2018) Non-destructive testing of full-length bonded rock bolts based on HHT signal analysis. J Appl Geophys 151:47–65. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2018.02.001
Temeng VA, Ziggah YY, Arthur CK (2020) A novel artificial intelligent model for predicting air overpressure using brain inspired emotional neural network. Int J Min Technol 30:5
Tian X, Song Z, Wang J (2019) Study on the propagation law of tunnel blasting vibration in stratum and blasting vibration reduction technology. Soil Dyn Earthq Eng 2019:126. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2019.105813
Tolani S, Bharti SD, Shrimali MK, Datta TK (2020) Effect of surface blast on multistory buildings. J Perform Constr Facil 2020:34. https://doi.org/10.1061/(asce)cf.1943-5509.0001415
Wang Z-W, Li X-B, Peng K, Xie J-F (2015) Impact of blasting parameters on vibration signal spectrum: determination and statistical evidence. Tunn Undergr Space Technol 48:94–100. https://doi.org/10.1016/j.tust.2015.02.004
Wang HL et al (2018) Study on blasting vibration control of three-dimensional cross tunnel on beijing to zhangjiakou high-speed railway. Railw Standard Design 62(07):130–134
Wei Y, Yue J, Tang X, Huang X (2017) Enhanced microwave-absorbing properties of FeCo magnetic film-functionalized silicon carbide fibers fabricated by a radio frequency magnetron method. Ceram Int 43:16371–16375. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.09.011
Xue F et al (2019) Safety threshold determination for blasting vibration of the lining in existing tunnels under adjacent tunnel blasting. Adv Civ Eng 1–10:2019. https://doi.org/10.1155/2019/8303420
Yang H, Hasanipanah M, Tahir MM, Bui DT (2019) Intelligent prediction of blasting-induced ground vibration using ANFIS optimized by GA and PSO. Nat Resour Res 29:739–750. https://doi.org/10.1007/s11053-019-09515-3
Yang J et al (2020) Estimation of rock mass properties in excavation damage zones of rock slopes based on the Hoek-Brown criterion and acoustic testing. Int J Rock Mech Min Sci 2020:126. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2019.104192
Yari M, Bagherpour R, Jamali S (2015) Development of an evaluation system for blasting patterns to provide efficient production. J Intell Manuf 28:975–984. https://doi.org/10.1007/s10845-015-1036-6
Yu Z, Shi X, Zhou J et al (2020a) A new multikernel relevance vector machine based on the HPSOGWO algorithm for predicting and controlling blast-induced ground vibration. Eng Comput 2020:1–16
Yu Z, Shi X, Qiu X et al (2020b) Optimization of postblast ore boundary determination using a novel sine cosine algorithm-based random forest technique and Monte Carlo simulation. Eng Optim 2020:1–16
Zhang YG, Zhang Z, Xue S, Wang RJ, Xiao M (2020) Stability analysis of a typical landslide mass in the Three Gorges Reservoir under varying reservoir water levels. Environ Earth Sci 79:14. https://doi.org/10.1007/s12665-019-8779-x
Zhen-xiong W et al (2016) Blasting vibration generated by breaking-blasting large barriers with EBBLB. Shock Vibr 1–13:2016. https://doi.org/10.1155/2016/7503872
Zhong G-S, Ao L-P, Zhao K (2012) Influence of explosion parameters on wavelet packet frequency band energy distribution of blast vibration. J Central South Univ 19:2674–2680. https://doi.org/10.1007/s11771-012-1326-5
Zhou J, Chuanqi L, Mohammadreza K, Danial JA, Binh TP (2020a) Development of a new methodology for estimating the amount of Ppv in Surface mines Based On Prediction And Probabilistic Models (Gep-Mc). Int J Min Reclam Env 2020:1–21. https://doi.org/10.1080/17480930.2020.1734151
Zhou AJ, Astersis BPG, Armaghani CDJ et al (2020b) Prediction of ground vibration induced by blasting operations through the use of the Bayesian Network and random forest models. Soil Dyn Earthq Eng 139:16390