CN114298401B - 爆破振动持续时间的预测方法及系统、电子设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆破振动持续时间的预测方法及系统、电子设备、存储介质，所述预测方法以量纲分析方法为基础，从多个维度分析了影响预测结果准确性的变量，提高了预测结果的准确性。基于π定理并结合量纲齐次定理对该预测函数进行转换，得到第二函数关系式，然后结合矿山爆破的实际情况对第二函数关系再次进行转换得到第三函数关系式，再引入岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，将第三函数关系式转换为第四函数关系式，最后结合待预测爆区实地布设的各个变量的数值，基于第四函数关系式计算得到爆破振动持续时间，以岩体累计损伤量化了岩体损伤度，更加贴合工程实际，进一步提高了预测结果的准确性。

Description

爆破振动持续时间的预测方法及系统、电子设备、存储介质

技术领域

本发明涉及爆破振动安全技术领域，特别地，涉及一种爆破振动持续时间的预测方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质。

背景技术

爆破振动持续时间是评价爆破危害的重要指标，有资料表明，爆破振动持续时间由1s增加至50s，破坏能力平均增大约40倍，因此如何准确地预测爆破振动持续时间对于爆破作业安全而言是至关重要的。目前，预测爆破振动持续时间的常规方式是参照自然地震持续时间计算公式，基于传输介质的性质、爆破源至测点的距离和装药量来计算得到爆破振动持续时间。但是，我国大多数的岩土开挖工程中，爆破施工作业往往都是周期性的，在周期性的爆破荷载作用下，爆破区域周围的岩体将受不同程度的扰动、损伤，多次损伤叠加则造成了岩体的累计损伤，在不同岩体累计损伤状态下，爆破振动持续时间将受到不同程度的影响。因此，现有的爆破振动持续时间预测方法没有考虑到岩体累计损伤的影响，预测结果的准确性较差，无法满足爆破安全作业的要求。

发明内容

本发明提供了一种爆破振动持续时间的预测方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质，以解决现有的爆破振动持续时间预测方法存在的预测结果准确性差的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种爆破振动持续时间的预测方法，包括以下内容：

以单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体损伤度D、介质密度ρ、介质弹性模量E和介质泊松比u作为变量，并结合量纲理论建立爆破振动持续时间T与各变量间的第一函数关系式：T＝Φ(Q,R,H,D,ρ,E,u)；

基于π定理并结合量纲齐次定理对所述第一函数关系式进行转换，得到第二函数关系式：

在同次爆破作业中和预设爆心距范围内，传播介质的密度、弹性模量和泊松比均为常数，将第二函数关系式转换为第三函数关系式：

其中，K₁、K₂表示修正系数，β₁、β₂、β₃表示振动持续时间越变指数；

结合岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，对所述第三函数关系式做乘积变换处理得到第四函数关系式：

其中，V_max表示质点爆破振动峰值速度，K表示修正系数，β₄、β₅、β₆表示振动持续时间越变指数，D_n表示岩体累计损伤；

获取待预测爆区实地布设的各变量的数值，并利用所述第四函数关系式预测得到爆破振动持续时间。

进一步地，所述岩体损伤度采用振动波能量进行定义，并基于历史爆破数据计算得到岩体累计损伤。

进一步地，所述基于历史爆破数据计算得到岩体累计损伤的过程具体为：

在爆区设置监测点以采集每次爆破产生的振动信号；

利用Teager能量算子求出每个爆破的振动信号的瞬时能量谱，并基于瞬时能量谱得到每个爆破后产生的振动波能量E；

定义每次爆破造成的爆破损伤增量为ΔD，其中，△D_i＝E_i-E_i-1，△D_i表示第i次爆破后造成的岩体爆破损伤增量，E_i表示第i次爆破后产生的振动波能量；

基于历史爆破损伤增量计算得到爆破累计损伤，计算公式为：

进一步地，所述Teager能量算子的表达式为：Ψ[x(n)]＝[x(n)]²-x(n-1)*x(n+1)，其中，Ψ[]表示Teager算子，x(n)表示振动离散信号，n表示数据窗内第n个采样点。

进一步地，所述修正系数K、振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆均为常数，预设数据库中基于不同的地质条件和不同的爆破次数存储有对应的数值，基于待预测爆区的地质条件和实际爆破次数从预设数据库中查找得到。

进一步地，所述预设数据库的建立过程为：

在每次爆破时布置多个振动监测点进行爆破振动监测试验，采集得到多笔监测数据，每笔监测数据包括单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体累计损伤D_n、质点爆破振动峰值速度V_max、爆破振动持续时间T，然后采用非线性曲线拟合软件对多笔监测数据进行非线性回归计算，得到第四函数关系式中的修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆，并确保第四函数关系式的非线性拟合相关系数大于85％，否则重复进行爆破振动监测试验，最后根据每次爆破的地质条件和爆破次数记录至数据库中。

另外，本发明还提供一种爆破振动持续时间的预测系统，包括：

模型建立模块，用于以单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体损伤度D、介质密度ρ、介质弹性模量E和介质泊松比u作为变量，并结合量纲理论建立爆破振动持续时间T与各变量间的第一函数关系式：T＝Φ(Q,R,H,D,ρ,E,u)；

第一模型转换模块，用于基于π定理并结合量纲齐次定理对所述第一函数关系式进行转换，得到第二函数关系式：

第二模型转换模块，用于将第二函数关系式转换为第三函数关系式：

其中，K₁、K₂表示修正系数，β₁、β₂、β₃表示振动持续时间越变指数；

第三模型转换模块，用于结合岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，对所述第三函数关系式做乘积变换处理得到第四函数关系式：

其中，V_max表示质点爆破振动峰值速度，K表示修正系数，β₄、β₅、β₆表示振动持续时间越变指数，D_n表示岩体累计损伤；

预测模块，用于获取待预测爆区实地布设的各变量的数值，并利用所述第四函数关系式预测得到爆破振动持续时间。

进一步地，还包括数据库，用于基于不同的地质条件和不同的爆破次数存储修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆的数值。

另外，本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如上所述的方法的步骤。

另外，本发明还提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储对爆破振动持续时间进行预测的计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤。

本发明具有以下效果：

本发明的爆破振动持续时间的预测方法，以量纲分析方法为基础构建了单响最大药量、爆心距、高程差、岩体损伤度、介质密度、介质弹性模量和介质泊松比等多个变量与爆破振动持续时间的预测函数，即第一函数关系式，从多个维度分析了影响预测结果准确性的变量，提高了预测结果的准确性。然后，基于π定理并结合量纲齐次定理对该预测函数进行转换，得到第二函数关系式，然后结合矿山爆破的实际情况，即在同次爆破作业中和预设爆心距范围内，传播介质的密度、弹性模量和泊松比均为常数，从而对第二函数关系再次进行转换得到第三函数关系式，再引入岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，将第三函数关系式转换为第四函数关系式，最后结合待预测爆区实地布设的各个变量的数值，基于第四函数关系式计算得到爆破振动持续时间，以岩体累计损伤量化了岩体损伤度，更加贴合工程实际，进一步提高了预测结果的准确性。

另外，本发明的爆破振动持续时间的预测系统同样具有上述优点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的爆破振动持续时间的预测方法的流程示意图。

图2是图1中的步骤S4中基于历史爆破数据计算得到岩体累计损伤的流程示意图。

图3是基于本发明的方案进行实地验证时测点1采集到第一次爆破的振动信号的波形示意图。

图4是基于本发明的方案进行实地验证时得到的测点1在第一次爆破时的瞬时能量谱的示意图。

图5是本发明另一实施例的爆破振动持续时间的预测系统的模块结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本发明的优选实施例提供一种爆破振动持续时间的预测方法，包括以下内容：

步骤S1：以单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体损伤度D、介质密度ρ、介质弹性模量E和介质泊松比u作为变量，并结合量纲理论建立爆破振动持续时间T与各变量间的第一函数关系式：T＝Φ(Q,R,H,D,ρ,E,u)；

步骤S2：基于π定理并结合量纲齐次定理对所述第一函数关系式进行转换，得到第二函数关系式：

步骤S3：在同次爆破作业中和预设爆心距范围内，传播介质的密度、弹性模量和泊松比均为常数，将第二函数关系式转换为第三函数关系式：

其中，K₁、K₂表示修正系数，β₁、β₂、β₃表示振动持续时间越变指数；

步骤S4：结合岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，对所述第三函数关系式做乘积变换处理得到第四函数关系式：

其中，V_max表示质点爆破振动峰值速度，K表示修正系数，β₄、β₅、β₆表示振动持续时间越变指数，D_n表示岩体累计损伤；

步骤S5：获取待预测爆区实地布设的各变量的数值，并利用所述第四函数关系式预测得到爆破振动持续时间。

可以理解，本实施例的爆破振动持续时间的预测方法，以量纲分析方法为基础构建了单响最大药量、爆心距、高程差、岩体损伤度、介质密度、介质弹性模量和介质泊松比等多个变量与爆破振动持续时间的预测函数，即第一函数关系式，从多个维度分析了影响预测结果准确性的变量，提高了预测结果的准确性。然后，基于π定理并结合量纲齐次定理对该预测函数进行转换，得到第二函数关系式，然后结合矿山爆破的实际情况，即在同次爆破作业中和预设爆心距范围内，传播介质的密度、弹性模量和泊松比均为常数，从而对第二函数关系再次进行转换得到第三函数关系式，再引入岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，将第三函数关系式转换为第四函数关系式，最后结合待预测爆区实地布设的各个变量的数值，基于第四函数关系式计算得到爆破振动持续时间，以岩体累计损伤量化了岩体损伤度，更加贴合工程实际，进一步提高了预测结果的准确性。

可以理解，在所述步骤S1中，基于爆破振动传播机理，假设爆破振动持续时间T是与单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体损伤度D、传播介质性质(包括介质密度ρ、弹性模量E、泊松比μ)有关的参量，并结合量纲理论建立预测模型的第一函数表达式：T＝Φ(Q,R,H,D,ρ,E,u)。其中，各个变量的量纲如表1所示：

表1、各变量的量纲

在所述步骤S2中，基于π定理，以介质密度ρ、弹性模量E、爆心距R作为独立变量，所分析的物理量总数为8个，根据量纲齐次定理对所述第一函数关系式进行转换得到第二函数关系式：

在所述步骤S3中，考虑到在同次爆破作业中和一定的爆心距范围内，传播介质的ρ、E和u均可视为常数，因此，所述第二函数关系式可转换为第三函数关系式：

其中，K₁、K₂表示修正系数，β₁、β₂、β₃表示振动持续时间越变指数。

可以理解，在所述步骤S4中，考虑到在监测点，岩体受损伤主要来自于爆破产生的振动波能量，而爆破产生的振动波能量与岩体介质的弹性模量、密度以及泊松比等自身力学参数密切相关，而这些力学参数直接决定着岩体介质的抗压/抗拉强度和密实程度。另外，振动波能量不仅仅是振动速度PPV(Peak Particle Velocity质点峰值振动速度)的表征，它也是速度、频率、振动持续时间综合作用的结果。因此，本发明采用振动波能量来反映岩体的受损程度，即岩体损伤度，并基于历史爆破数据计算得到岩体累计损伤。

可以理解，如图2所示，所述基于历史爆破数据计算得到岩体累计损伤的过程具体为：

步骤S41：在爆区设置监测点以采集每次爆破产生的振动信号；

步骤S42：利用Teager能量算子求出每个爆破的振动信号的瞬时能量谱，并基于瞬时能量谱得到每个爆破后产生的振动波能量E；

步骤S43：考虑到经过多次爆破作用后，爆破后岩体的损伤累积效应是客观存在的，且损伤增量具有延续相对性，因此，定义每次爆破造成的爆破损伤增量为ΔD，△D_i＝E_i-E_i-1，其中，△D₁＝E₁，△D_i表示第i次爆破后造成的岩体爆破损伤增量，E_i表示第i次爆破后产生的振动波能量；

步骤S44：基于历史爆破损伤增量计算得到爆破累计损伤D_n，计算公式为：

可以理解，本发明采用Teager能量算子计算得到的振动波能量来表征每次爆破的岩体损伤增量，从而对岩体累计损伤进行了量化表征，相比于现有采用超声检测法、电测法或有声发射法来定性检测岩体损伤，不仅减少了工作量，缩短了计算周期，更重要的是实现了量化分析，进一步提高了预测结果的准确性。另外，由于爆破振动信号为离散信号，Teager能量算子方法相比于常用的Hilbert变换解调方法，可以很好地抑制变换过程中的端子效应，解调效果好，计算误差较小，进一步提高了预测结果的准确性。

可以理解，Teager能量算子的通用表达式为：

其中，Ψ[x(t)]表示Teager能量算子，x(t)表示连续信号，/>

t表示时间。而振动信号一般为离散信号，故而常规的Teager能量算子的通用表达式无法适用于振动信号。因此，需要对上述的通用表达式进行转换，将连续信号x(t)离散化得到离散信号x(n)，从而得到所述Teager能量算子的新表达式为：Ψ[x(n)]＝[x(n)]²-x(n-1)*x(n+1)，其中，Ψ[x(n)]表示Teager算子，x(n)表示振动离散信号，n表示数据窗内第n个采样点。

同时，结合萨道夫斯基公式对第三函数关系式做乘积变换处理，其中，萨道夫斯基公式为：

其中，V_max表示质点爆破振动峰值速度，K₃表示场地系数，α表示衰减系数，均与爆区的岩石特性有关，为常数，从而得到第四函数关系式：

其中，V_max表示质点爆破振动峰值速度，K表示修正系数，β₄、β₅、β₆表示振动持续时间越变指数，D_n表示岩体累计损伤。

另外，所述第四函数关系式中的修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆均为常数，预设数据库中基于不同的地质条件和不同的爆破次数存储有对应的数值，基于待预测爆区的地质条件和实际爆破次数从预设数据库中查找得到。其中，所述预设数据库的建立过程为：

根据爆区的实际环境状况，在每次爆破时布置尽可能多的振动监测点进行爆破振动监测试验，采集得到多笔监测数据，每笔监测数据包括单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体累计损伤D_n、质点爆破振动峰值速度V_max、爆破振动持续时间T，然后采用非线性曲线拟合软件对多笔监测数据进行非线性回归计算，得到第四函数关系式中的修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆，并确保第四函数关系式的非线性拟合相关系数大于85％，否则重复进行爆破振动监测试验，再重新进行数据拟合得到新的修正系数和振动持续时间越变指数，直至非线性拟合相关系数大于85％，最后根据每次爆破的地质条件和爆破次数(即是第几次爆破)记录至数据库中。例如，所述数据库中根据以花岗岩为主的矿山的第一次爆破、第二次爆破、第三次爆破等爆破次数分别设置有不同的修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆，即在数据库中，爆区的地质条件不同、爆破次数不同，所对应的数值均不同。其中，非线性曲线拟合软件优选采用1Stopt。

可以理解，本发明通过采集多次矿山实际爆破的监测数据进行非线性回归拟合分析，拟合得到的修正系数和振动持续时间越变指数的精度更好，相比于现有采用经验值的做法，进一步提高了预测结果的准确性。

可以理解，在所述步骤S5中，基于实际待预测爆区布设的单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体累计损伤D_n这四个变量的实际数值，可以对待预测爆区的爆破振动持续时间进行准确预测。其中，质点爆破振动峰值速度V_max可以基于萨道夫斯基公式计算得到。

可以理解，发明人为了验证本发明的预测函数关系式的可行性和准确性，进行了实际验证。具体地，以位于东北的一处露天矿山为例，该矿山已经累计进行了四次爆破开挖作业，测点布置如表2所示：

表2、测点布置情况

得到的爆破振动监测数据如表3所示：

表3、监测数据

基于每个测点在每次爆破采集的振动信号均可以计算得到振动波能量。例如，对于测点1而言，第一次爆破的振动信号的波形如图3所示，然后利用Teager能量算子计算得到瞬时能量谱，如图4所示，图4中的阴影部分面积即为振动波能量。

然后计算出爆破损伤增量、累计损伤与爆破次数间的变化情况如表4：

表4、基于振动波能量变化的损伤累积与爆破次数变化情况

然后，结合第四函数关系式，采用非线性回归拟合软件拟合得到4次爆破的振动持续时间预测公式分别为：

然后，对上述四个振动持续时间预测公式进行非线性拟合相关系数计算，其相关系数均在93％以上，证明了本发明的预测模型引入岩体累计损伤是合理的，并且预测结果切实可行，具有较高的精度。

另外，如图5所示，本发明的另一实施例还提供一种爆破振动持续时间的预测系统，优选采用如上所述的方法，所述系统包括：

模型建立模块，用于以单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体损伤度D、介质密度ρ、介质弹性模量E和介质泊松比u作为变量，并结合量纲理论建立爆破振动持续时间T与各变量间的第一函数关系式：T＝Φ(Q,R,H,D,ρ,E,u)；

第一模型转换模块，用于基于π定理并结合量纲齐次定理对所述第一函数关系式进行转换，得到第二函数关系式：

第二模型转换模块，用于将第二函数关系式转换为第三函数关系式：

其中，K₁、K₂表示修正系数，β₁、β₂、β₃表示振动持续时间越变指数；

第三模型转换模块，用于结合岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，对所述第三函数关系式做乘积变换处理得到第四函数关系式：

其中，V_max表示质点爆破振动峰值速度，K表示修正系数，β₄、β₅、β₆表示振动持续时间越变指数，D_n表示岩体累计损伤；

预测模块，用于获取待预测爆区实地布设的各变量的数值，并利用所述第四函数关系式预测得到爆破振动持续时间。

可以理解，本实施例的爆破振动持续时间的预测系统，以量纲分析方法为基础构建了单响最大药量、爆心距、高程差、岩体损伤度、介质密度、介质弹性模量和介质泊松比等多个变量与爆破振动持续时间的预测函数，即第一函数关系式，从多个维度分析了影响预测结果准确性的变量，提高了预测结果的准确性。然后，基于π定理并结合量纲齐次定理对该预测函数进行转换，得到第二函数关系式，然后结合矿山爆破的实际情况，即在同次爆破作业中和预设爆心距范围内，传播介质的密度、弹性模量和泊松比均为常数，从而对第二函数关系再次进行转换得到第三函数关系式，再引入岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，将第三函数关系式转换为第四函数关系式，最后结合待预测爆区实地布设的各个变量的数值，基于第四函数关系式计算得到爆破振动持续时间，以岩体累计损伤量化了岩体损伤度，更加贴合工程实际，进一步提高了预测结果的准确性。

可选地，所述系统还包括数据库，用于基于不同的地质条件和不同的爆破次数存储修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆的数值。

其中，所述预设数据库的建立过程为：

根据爆区的实际环境状况，在每次爆破时布置尽可能多的振动监测点进行爆破振动监测试验，采集得到多笔监测数据，每笔监测数据包括单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体累计损伤D_n、质点爆破振动峰值速度V_max、爆破振动持续时间T，然后采用非线性曲线拟合软件对多笔监测数据进行非线性回归计算，得到第四函数关系式中的修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆，并确保第四函数关系式的非线性拟合相关系数大于85％，否则重复进行爆破振动监测试验，再重新进行数据拟合得到新的修正系数和振动持续时间越变指数，直至非线性拟合相关系数大于85％，最后根据每次爆破的地质条件和爆破次数(即是第几次爆破)记录至数据库中。例如，所述数据库中根据以花岗岩为主的矿山的第一次爆破、第二次爆破、第三次爆破等爆破次数分别设置有不同的修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆，即在数据库中，爆区的地质条件不同、爆破次数不同，所对应的数值均不同。其中，非线性曲线拟合软件优选采用1Stopt。

可以理解，本发明通过采集多次矿山实际爆破的监测数据进行非线性回归拟合分析，拟合得到的修正系数和振动持续时间越变指数的精度更好，相比于现有采用经验值的做法，进一步提高了预测结果的准确性。

可以理解，本实施例的系统中的各个模块分别与上述方法实施例的各个步骤相对应，故各个模块的具体工作过程在此不再赘述，参考上述方法实施例即可。

另外，本发明的另一实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如上所述的方法的步骤。

另外，本发明的另一实施例还提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储对爆破振动持续时间进行预测的计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤。

一般计算机可读取存储介质的形式包括：软盘(floppy disk)、可挠性盘片(flexible disk)、硬盘、磁带、任何其与的磁性介质、CD-ROM、任何其余的光学介质、打孔卡片(punch cards)、纸带(paper tape)、任何其余的带有洞的图案的物理介质、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)、可抹除可编程只读存储器(EPROM)、快闪可抹除可编程只读存储器(FLASH-EPROM)、其余任何存储器芯片或卡匣、或任何其余可让计算机读取的介质。指令可进一步被一传输介质所传送或接收。传输介质这一术语可包含任何有形或无形的介质，其可用来存储、编码或承载用来给机器执行的指令，并且包含数字或模拟通信信号或其与促进上述指令的通信的无形介质。传输介质包含同轴电缆、铜线以及光纤，其包含了用来传输一计算机数据信号的总线的导线。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，包括以下内容：

以单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体损伤度D、介质密度ρ、介质弹性模量E和介质泊松比u作为变量，并结合量纲理论建立爆破振动持续时间T与各变量间的第一函数关系式：T＝Φ(Q,R,H,D,ρ,E,u)；所述岩体损伤度采用振动波能量进行定义，利用Teager能量算子求出每个爆破的振动信号的瞬时能量谱，并基于瞬时能量谱得到每个爆破后产生的振动波能量；

基于π定理并结合量纲齐次定理对所述第一函数关系式进行转换，得到第二函数关系式：

在同次爆破作业中和预设爆心距范围内，传播介质的密度、弹性模量和泊松比均为常数，将第二函数关系式转换为第三函数关系式：

其中，K₁、K₂表示修正系数，β₁、β₂、β₃表示振动持续时间越变指数；

结合岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，对所述第三函数关系式做乘积变换处理得到第四函数关系式：

其中，V_max表示质点爆破振动峰值速度，K表示修正系数，β₄、β₅、β₆表示振动持续时间越变指数，D_n表示岩体累计损伤；

获取待预测爆区实地布设的各变量的数值，并利用所述第四函数关系式预测得到爆破振动持续时间。

2.如权利要求1所述的爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，基于历史爆破数据计算得到岩体累计损伤。

3.如权利要求2所述的爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，所述基于历史爆破数据计算得到岩体累计损伤的过程具体为：

在爆区设置监测点以采集每次爆破产生的振动信号；

利用Teager能量算子求出每个爆破的振动信号的瞬时能量谱，并基于瞬时能量谱得到每个爆破后产生的振动波能量E；

定义每次爆破造成的爆破损伤增量为ΔD，其中，ΔD_i＝E_i-E_i-1，ΔD_i表示第i次爆破后造成的岩体爆破损伤增量，E_i表示第i次爆破后产生的振动波能量；

基于历史爆破损伤增量计算得到爆破累计损伤，计算公式为：

4.如权利要求3所述的爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，所述Teager能量算子的表达式为：Ψ[x(n)]＝[x(n)]²-x(n-1)*x(n+1)，其中，Ψ[]表示Teager算子，x(n)表示振动离散信号，n表示数据窗内第n个采样点。

5.如权利要求1所述的爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，所述修正系数K、振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆均为常数，预设数据库中基于不同的地质条件和不同的爆破次数存储有对应的数值，基于待预测爆区的地质条件和实际爆破次数从预设数据库中查找得到。

6.如权利要求5所述的爆破振动持续时间的预测方法，其特征在于，所述预设数据库的建立过程为：

在每次爆破时布置多个振动监测点进行爆破振动监测试验，采集得到多笔监测数据，每笔监测数据包括单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体累计损伤D_n、质点爆破振动峰值速度V_max、爆破振动持续时间T，然后采用非线性曲线拟合软件对多笔监测数据进行非线性回归计算，得到第四函数关系式中的修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆，并确保第四函数关系式的非线性拟合相关系数大于85％，否则重复进行爆破振动监测试验，最后根据每次爆破的地质条件和爆破次数记录至数据库中。

7.一种爆破振动持续时间的预测系统，其特征在于，包括：

模型建立模块，用于以单响最大药量Q、爆心距R、高程差H、岩体损伤度D、介质密度ρ、介质弹性模量E和介质泊松比u作为变量，并结合量纲理论建立爆破振动持续时间T与各变量间的第一函数关系式：T＝Φ(Q,R,H,D,ρ,E,u)；所述岩体损伤度采用振动波能量进行定义，利用Teager能量算子求出每个爆破的振动信号的瞬时能量谱，并基于瞬时能量谱得到每个爆破后产生的振动波能量；

第一模型转换模块，用于基于π定理并结合量纲齐次定理对所述第一函数关系式进行转换，得到第二函数关系式：

第二模型转换模块，用于将第二函数关系式转换为第三函数关系式：

其中，K₁、K₂表示修正系数，β₁、β₂、β₃表示振动持续时间越变指数；

第三模型转换模块，用于结合岩体累计损伤和萨道夫斯基公式，对所述第三函数关系式做乘积变换处理得到第四函数关系式：

其中，V_max表示质点爆破振动峰值速度，K表示修正系数，β₄、β₅、β₆表示振动持续时间越变指数，D_n表示岩体累计损伤；

预测模块，用于获取待预测爆区实地布设的各变量的数值，并利用所述第四函数关系式预测得到爆破振动持续时间。

8.如权利要求7所述的爆破振动持续时间的预测系统，其特征在于，还包括数据库，用于基于不同的地质条件和不同的爆破次数存储修正系数K和振动持续时间越变指数β₄、β₅、β₆的数值。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如权利要求1～6任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读取的存储介质，用于存储对爆破振动持续时间进行预测的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在计算机上运行时执行如权利要求1～6任一项所述的方法的步骤。

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