石龙山隧道爆破振动信号的小波频谱分析

"石龙山隧道爆破振动信号的小波分析 (2012年) - 刘洋, 赵明阶, 贺林林, 林军志" 这篇论文详细探讨了如何利用小波分析技术来研究石龙山隧道爆破振动信号的特性。在爆破作业中，振动信号的分析对于理解和控制爆破效果至关重要，因为它关系到隧道施工的安全和效率。论文中，研究人员选择了db8小波基函数，这是一种广泛应用的小波基，适合于处理非平稳和具有瞬态特性的信号，如爆破振动信号。 在具体实施过程中，他们对石龙山隧道在同一爆破事件下的垂直向、水平切向和水平径向三个方向的原始振动信号进行了尺度为7的一维离散小波变换。这一变换能够将信号分解成不同频率成分，揭示其在时间和频率域的局部特征。MATLAB作为强大的数值计算工具，被用来计算原始信号以及各层小波的功率谱和能量比例。 通过分析，研究人员发现，垂直向、水平切向和水平径向的主导频率范围分别为78.125 Hz到2500 Hz、39.0625 Hz到312.5 Hz和39.0625 Hz到625 Hz。这些频率范围反映了爆破能量在不同方向上的分布特点，对于理解爆破作用模式和优化爆破设计具有重要参考价值。 此外，小波分析还揭示了各层小波的幅值特性、频谱特性和能量分布特性。幅值特性可以帮助识别信号的强弱变化，频谱特性则揭示了信号的频率组成，而能量分布特性则反映了信号在不同频率段的能量分布情况。这种分析方法相比于传统的傅立叶变换，能够提供更丰富的频率和能量信息，特别是在捕捉瞬态事件和非线性现象方面具有显著优势。 这项研究展示了小波分析在爆破振动信号处理中的应用价值，它可以更精细地解析爆破过程中的复杂振动行为，为隧道施工的振动控制和安全评估提供了有力的工具。这种方法的进一步发展和应用，有望促进爆破技术的进步，提高施工效率，同时减少对周围环境的影响。