小波分析方法和HHT法在友谊隧道爆破振动信号分析中的研究与应用

作     者：徐振洋 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：穆大耀

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

主      题：爆破振动 小波变换 希尔伯特黄变换 信号分析 

摘      要：随着国家经济建设的飞速发展,爆破技术在矿山开采、隧道开挖、水利水电设施建设和城市危房的拆除等工程应用也越来越多的。现在的施工现场环境越来越复杂,爆破振动产生的影响对周围干扰也是逐日增大。工程爆破工程使建设速度大大加快、也提高了工作效率减少了工人的劳动强度,促进了工程建设的发展。但是,伴随着爆破技术的发展和使用的范围不断扩大,爆破对周围环境和建(构)筑物造成的影响也越受到关注。 本文首先介绍了爆破振动研究的国内外现状和一些爆破振动安全判据。之后又阐述了爆炸地震波传播的理论,说明影响爆破振动的主要参数。然后论述了小波变换和小波包变换以及希尔伯特黄变换的理论,和这三种理论在爆破振动信号分析中一些主要应用。 最后根据云南公路工程试验检测中心对于友谊铁路隧道观测及爆破振动监测实施方案进行爆破振动监测收集的爆破振动信号,使用了小波变换、小波包变换和希尔伯特黄变换的方法对爆破振动信号进行分析。首先介对比了基于HHT方法的消噪滤波,频谱能量分析,相对基于小波分析方法和小波包分析方法与基于HHT方法的信号处理的在信号消噪,频谱分析等几个方面的优势和不足之处。而后使用小波变换和希尔伯特黄变换对收集的信号进行了分解,然后主要使用了希尔伯特黄变换的方法对爆破振动信号的希尔伯特谱,三维能量谱,边际谱和边际能量谱,瞬时能量谱都作了分析,分析出爆破振动信号的频谱特征,又阐述了应用瞬时能量谱和边际能量谱计算某一频带和某一时间段内的能量分析能量的方法。最后经过理论对爆破振动信号的分析和现场检查,得出结论,说明友谊公路隧道开挖时的爆破产生的振动并未对相邻的铁路隧道有很大破坏性的影响。