基于小波与小波包变换爆破振动分析的应用研究

摘要

随着爆破技术的广泛应用，人们越来越关注爆破振动对周围环境和构筑物造成不利影响的技术问题。长期以来，国内外研究人员对相关问题进行了大量的研究工作。在系统调研国内外相关专业文献的基础上，作者结合国家“十·五”科技攻关课题研究任务，在厂坝铅锌矿进行了大量的现场爆破试验，应用小波与小波包理论，对测定得到的爆破振动信号去噪与爆破振动信号能量传播规律等内容，进行了较为系统的研究。获得的主要结论如下： (1)基于小波分析理论原理与算法，分别采用db5、db8、sym7、coif3四种小波基，对同一实测爆破振动信号进行分解与重构，对不同小波基分解与重构振动信号产生的误差进行比较分析，发现sym7小波基对爆破振动信号重构的效果最佳。 (2)用小波阈值去噪法和小波包阈值去噪法，进行爆破振动信号的去噪研究。结果表明：这两种去噪算法都能有效地去除爆破振动信号中的噪声，提高了爆破振动数据的可靠性和准确性；相比而言，小波包阈值去噪法效果更好。 (3)用小波包分析技术对爆破振动信号各频带能量进行分析研究。结果表明：在一定爆破场地条件下，最大段药量和爆心距对爆破振动强度影响很大，随着最大段药量和爆心距的增加，爆破振动频带能量有向低频发展的趋势。 (4)对国内外降低爆破地震危害的技术方法，进行了综合分析。根据论文研究取得的结论，针对如何进一步降低爆破地震危害的技术问题，给出了自己的看法。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章绪论

1.1引言

1.2爆破振动信号分析现状

1.2.1爆破振动信号的监测

1.2.2爆破振动信号分析技术

1.2.3爆破振动信号去噪现状

1.3爆破振动危害评价标准的研究

1.4本论文主要研究内容

第二章爆破振动信号的小波与小波包分析技术

2.1引言

2.2小波变换及小波包变换理论

2.2.1小波变换理论

2.2.2小波包变换理论

2.3爆破振动信号的小波分解与重构

2.4小结

第三章基于小波与小波包变换信号去噪方法及其应用研究

3.1基于小波变换的阈值去噪方法

3.1.1爆破振动信号噪音识别

3.1.2噪声在小波分解下的特性

3.1.3爆破振动信号小波阈值去噪算法

3.1.4小波基的选择和尺度参数的确定

3.1.5小波消噪中阈值与阈值函数的选择

3.1.6爆破振动信号小波阈值去噪的工程实例分析

3.2基于小波包变换的阈值去噪方法

3.2.1爆破振动信号小波包阈值去噪的算法

3.2.2爆破振动信号小波包阈值去噪的工程实例分析

3.3小波阈值去噪与小波包阈值去噪算法的比较

3.4小结

第四章爆破振动信号不同频带能量分布特征

4.1爆破振动信号的现场测定

4.1.1爆破振动信号测试系统

4.1.2爆破振动信号现场测定

4.2爆破振动信号频带能量分布规律的小波包分析

4.2.1爆破振动信号各频带能量的表征

4.2.2小波包分解深度的确定

4.2.3最大段药量对爆破振动信号频带能量分布的影响

4.2.4爆心距对爆破振动信号频带能量分布的影响

4.3小结

第五章爆破振动危害机制和安全判据

5.1爆破振动破坏的形式和因素

5.2爆破振动危害机制理论分析

5.2.1爆破振动强度特性及其在振动危害中的作用

5.2.2爆破振动频谱特性及其在振动危害中的作用

5.2.3爆破振动持续时间特性及其在爆破振动危害中的作用

5.3爆破振动安全判据

5.3.1爆破振动安全判据评定标准

5.3.2国外采用的爆破振动安全判据

5.3.3我国爆破振动安全判据

5.4爆破振动危害控制方法

5.5小结

第六章全文结论

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目及论文发表情况