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Attenuation Parameters of Blasting Vibration by Fuzzy Nonlinear Regression Analysis

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Journal of Beijing Institute of Technology 2020年第4期29卷 520-525页

作者： Chen Li Shufeng Liang Yongchao Wang Long Li dianshu liu School of Mechanics and Civil Engineering China University of Mining and TechnologyBeijing 100083China

In order to reduce the influence of outliers on the parameter estimate of the attenuation formula for the blasting vibration velocity,a fuzzy nonlinear regression method of Sadov’s vibration formula was proposed on the basis of the fuzziness of blasting engineering,and the algorithm was described in details as *** accordance with an engineering case,the vibration attenuation formula was regressed by the fuzzy nonlinear regression method and the nonlinear least square method,*** calculation results showed that the fuzzy nonlinear regression method is more suitable to the field test *** differs from the nonlinear least square method because the weight of residual square in the objective function can be adjusted according to the membership of each *** the deviation calculation of least square estimate of parameters in the nonlinear regression model verified the rationality of using the membership to assign the weight of residual *** fuzzy nonlinear regression method provides a calculation basis for estimating Sadov’s vibration formula’s parameters more accurately.

关键词： blasting vibration attenuation parameters fuzzy nonlinear regression membership

Sensitivity Analysis,Determination and Optimization of Granite RHT Parameters

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Journal of Beijing Institute of Technology 2019年第1期28卷 94-102页

作者： Hongchao Li Yong Chen dianshu liu Lei Zhao Greg You City College Kunming University of Science and Technology School of Mechanics &Civil Engineering China University of Mining and Technology(Beijing) Faculty of Science and Technology Federation University Australia

The RHT model has 34 parameters,among which 19 parameters can be obtained by experiments or theoretical calculations and the remaining 15 parameters are difficult to *** this study,firstly,10 Hopkinson impact tests were conducted to acquire the typical stress-strain curves of granite under dynamic *** the sensitivity analysis,it is found that 13 of the 15 difficult-acquired parameters are effective to affect the shape of the stress-strain curve,and the other two parameters have no *** the initial determination of model parameters with reference to the concrete RHT model,a new approach is proposed to optimize the 13 influential parameters through the LS-DYNA numerical simulation and orthogonal ***,the determined granite RHT model parameters are verified by the results of Hopkinson impact tests conducted in this study and the bullet penetration test by Wang et *** results of the numerical simulations are in a good agreement with the tested results,which validates the suitability of the proposed method to acquire RHT model parameters for granite and the other rocks.

关键词： RHT model sensitivity analysis SHPB orthogonal experiment

Dynamic Mechanical Characteristics and Damage Evolution Model of Granite

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Journal of Beijing Institute of Technology 2018年第2期27卷 302-311页

作者： Shuaifeng Wu Yingqi Wei Hong Cai Bei Jia dianshu liu China Institute of Water Resources and Hydropower Research Beijing 100038China School of Mechanics and Civil Engineering China University of Mining and TechnologyBeijing 100083China

By using the technique of the split Hopkinson pressure bar（ SHPB）,impact tests at different stress wavelengths（ 0. 8-2. 0 m） and strain rates（ 20-120 s^（-1）） were conducted to study the dynamic mechanical properties and damage accumulation evolution lawof granite. Test results showthat the dynamic compressive strength and strain rate of granite have a significantly exponential correlation;the relationship between peak strain and strain rate is approximately linear,and the increase of wavelengths generally makes the level of peak strain uplift. The multiple-impacts test at a lowstrain rate indicates that at the same wavelength,the cumulative damage of granite shows an exponential increasing form with the increase of strain rate; when keeping the increase of strain rate constant and increasing the stress wavelength,the damage accumulation effect of granite is intensified and still shows an exponential increasing form; under the effect of multiple impacts,the damage development trend of granite is similar overall,but the increase rate is accelerating. Therefore the damage evolution model was established on the basis of the exponential function while the physical meaning of parameters in the model was determined. The model can reflect the effect of the wave parameters and multiple impacts. The validity of the model and the physical meaning of the parameters were verified by the test,which further offer a reference for correlational research and engineering application for the granite.

关键词： split Hopkinson pressure bar(SHPB) stress wave parameter dynamic mechanical property damage model

露天矿数码电子雷管逐孔起爆条件下质点峰值振速预测

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地球科学 2023年第5期48卷 2000-2010页

作者：丁伟捷刘殿书中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

针对目前露天矿爆破质点峰值振速预测研究存在模型可解释性不足、不适用于数码电子雷管逐孔起爆条件等问题,通过现场试验记录每孔爆破参数与测取爆破振动信号,结合轻型梯度提升机(LightGBM)算法与SHAP模型可解释性框架,建立了露天矿数... 详细信息

针对目前露天矿爆破质点峰值振速预测研究存在模型可解释性不足、不适用于数码电子雷管逐孔起爆条件等问题,通过现场试验记录每孔爆破参数与测取爆破振动信号,结合轻型梯度提升机(LightGBM)算法与SHAP模型可解释性框架,建立了露天矿数码电子雷管逐孔起爆条件下的三轴质点峰值振速预测模型.从测试集均方根误差RMSE和拟合优度R2而言,LightGBM总体RMSE相比于支持向量机与神经网络分别降低了25.9%和28.9%,总体R2分别提高了12.7%和9.9%.LightGBM与萨道夫斯基经验公式相比,RMSE在径向X、切向Y和垂向Z上分别降低了63.4%、39.5%和68.3%,R2分别提高了18.9%、27.7%和42.4%.除方向轴变量外,监测点距离、总药量、最小排距、平均装药长度、孔径与最大孔距为对质点峰值振速影响程度最大的6个变量,其中监测点距离与质点峰值振速为负相关关系,总药量、最小排距、平均装药高度与最大孔距则与质点峰值振速呈正相关关系.

关键词：采矿工程逐孔起爆爆破振速机器学习工程地质.

露天深孔爆破自由面前水袋爆炸降尘关键参数研究

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矿业科学学报 2021年第6期6卷 703-710页

作者：郭尧刘殿书中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083

本文采用ANSYS Fluent数值软件与现场实验相结合的方法研究了水袋降尘原理,重点分析了水袋起爆时差与间隔距离对降尘效果的影响。结果表明:第一排水袋起爆与深孔爆破时差在1~1.5 s时,爆破水雾浓度较大且扩散范围最广,能够与爆破产生的... 详细信息

本文采用ANSYS Fluent数值软件与现场实验相结合的方法研究了水袋降尘原理,重点分析了水袋起爆时差与间隔距离对降尘效果的影响。结果表明:第一排水袋起爆与深孔爆破时差在1~1.5 s时,爆破水雾浓度较大且扩散范围最广,能够与爆破产生的粉尘云充分接触;第一排与第二排水袋起爆时差在0.5~1.0 s时,水袋沿途降尘效果较优;两水袋间隔距离在10~15 m时,爆破雾化的覆盖面积大,爆破后粉尘的捕捉能力更好。采用水雾捕尘措施后,50 m处落尘量与未采取措施相比增加了27%,100 m处落尘量增加12%,150 m处落尘量减少16%,爆后50 s粉尘浓度降低36%。水雾与尘粒作用,加速了尘粒的沉降,近区落尘量增加,远处落尘量减小。

关键词：爆炸水雾水袋数值模拟起爆时差间隔距离

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基于叠加原理的隧道爆破近区振动规律研究

振动与冲击 2018年第2期37卷 182-188页

作者：谢烽韩亮刘殿书李晨中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083

为了改善隧道近区振动强度预测的准确性,以线性叠加理论的假设条件为基础,建立了符合现场实际的隧道近区振速计算模型。以北京兴延高速公道浇花峪右线隧道,里程为YK28+190到YK28+354范围内实测数据验证模型的可行性,并对隧道近区振动规... 详细信息

为了改善隧道近区振动强度预测的准确性,以线性叠加理论的假设条件为基础,建立了符合现场实际的隧道近区振速计算模型。以北京兴延高速公道浇花峪右线隧道,里程为YK28+190到YK28+354范围内实测数据验证模型的可行性,并对隧道近区振动规律进行研究。研究表明:(1)基于波形叠加的爆破振动预测模型适用于隧道近区振动预测;(2)随着单孔装药量的增加,平行于掌子面的隧道截面上能量密度增加,振速等值线的强度增大,轮廓形态出现变化,中心测线振速的增长幅度大于两边,在爆破近区这种现象尤为明显;隧道已开挖区垂直掌子面的测线方向上,随着离爆源的距离增加,振速的衰减速度逐渐变小。(3)随掏槽孔孔数目的增多,相同数值的等值线外移,且等值线逐渐平缓;平行于掌子面的隧道截面上,振速的增加幅度逐渐减小。

关键词：爆炸力学波形叠加隧道爆破近区振动预测

基于变分模态分解的延时识别法在短延时微差爆破中的应用

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北京理工大学学报 2021年第4期41卷 341-348页

作者：贾贝凌天龙侯仕军刘殿书中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院北京100083

短延时微差起爆时间的精确识别,对复杂环境下隧道爆破优化设计和减振控制具有重要意义.针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)识别方法和希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform)识别方法存在的模态混叠和识别精度低的... 详细信息

短延时微差起爆时间的精确识别,对复杂环境下隧道爆破优化设计和减振控制具有重要意义.针对经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)识别方法和希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform)识别方法存在的模态混叠和识别精度低的缺陷,提出了基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的延迟识别方法.分别采用VMD识别法、HHT识别法和EMD识别法对八达岭长城站爆破实测振动信号进行处理.结果表明:在短延时爆破识别中,HHT法的识别结果波峰杂乱,无法精确找到起爆时间;VMD法和EMD法的识别率随着雷管延时的增加而增加;延时低于20 ms时,EMD法的识别率约为VMD法的3/4,延时高于20 ms时,两种方法识别率都在80%以上,以上结果表明VMD法在短延时爆破的优化设计中具有一定的参考价值.

关键词：隧道工程爆破振动变模态分解短延时微差识别

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一个新的钢筋混凝土损伤塑性模型

爆炸与冲击 2018年第5期38卷 977-984页

作者：徐鹏飞刘殿书张英才中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 河南工业大学土木建筑学院河南郑州450001 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000

为了准确、高效地对拆除爆破工程进行数值模拟,考虑钢筋混凝土受拉刚化效应以及配筋率对受拉刚化效应的影响和受压箍筋约束效应,采用组合模量的方法给出了一个简化的钢筋混凝土本构关系,在LS-DYNA有限元软件中的混凝土损伤塑性模型的基... 详细信息

为了准确、高效地对拆除爆破工程进行数值模拟,考虑钢筋混凝土受拉刚化效应以及配筋率对受拉刚化效应的影响和受压箍筋约束效应,采用组合模量的方法给出了一个简化的钢筋混凝土本构关系,在LS-DYNA有限元软件中的混凝土损伤塑性模型的基础上,通过参数修改建立新的钢筋混凝土损伤塑性模型模拟来钢筋混凝土。在实验验证的基础上,采用钢筋混凝土损伤塑性等效模型对一双切口钢筋混凝土烟囱延时爆破拆除效果进行数值模拟,数值模拟结果表明该模型可以准确反映烟囱倒塌破坏及运动过程。

关键词：钢筋混凝土模型损伤塑性模型烟囱爆破拆除

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烟囱高位组合切口定向爆破倒塌过程数值研究

振动与冲击 2017年第15期36卷 265-270页

作者：徐鹏飞刘殿书张英才中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000

针对复杂环境下爆破切口高度在百米位置的烟囱定向爆破拆除工程,为研究正三角矩形与倒三角矩形组合切口对烟囱爆破拆除倒塌及受力过程的影响,结合实际工程,利用LS-DYNA有限元软件分别建立两种切口形状下钢筋混凝土分离式共节点烟囱模型... 详细信息

针对复杂环境下爆破切口高度在百米位置的烟囱定向爆破拆除工程,为研究正三角矩形与倒三角矩形组合切口对烟囱爆破拆除倒塌及受力过程的影响,结合实际工程,利用LS-DYNA有限元软件分别建立两种切口形状下钢筋混凝土分离式共节点烟囱模型,对烟囱倒塌及受力过程进行了系统研究。结果表明,爆破切口形成后,约2~3 s的中性轴稳定时间(切口系数K=0.56~0.58)是烟囱不出现过早下坐和形成定向倾倒趋势的关键条件;支撑部位内侧混凝土承受的压应力要大于外侧混凝土,倒三角矩形较正三角矩形组合切口能够延迟切口角端压剪破坏的发生,延缓支撑部位中性轴后移速度以及使支撑部位承受较高压应力,有利于烟囱避免过早下坐和安全精确定向;由于倒三角矩形组合切口与倒梯形、倒三角梯形组合切口具有一定共性,烟囱高位切口定向爆破切口形状建议优先采用倒三角型切口。

关键词：钢筋混凝土烟囱高位切口切口形状定向爆破数值模拟