1.一种基于回归分析的爆破振动速度衰减规律预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:以爆破孔为中心沿不同传播方向分段设置多个监测点,采集各监测点至少包含岩石硬度、岩石密度、含水量的地质参数,并在爆破试验过程中采集各监测点的质点峰值振动速度;S2:在每个传播方向上将相邻监测点之间的路径构成传播段,将每个传播段中起始和终止点采集的地质参数和质点峰值振动速度进行映射关联,建立地质参数与振动速度的关联数据组;S3:从关联数据组中识别单一主导传播段,基于该传播段的质点峰值振动速度通过单因素回归分析确定单一地质参数对爆破振动速度衰减的影响;S4:从关联数据组中进一步识别双重主导传播段,结合已获得的单一地质参数影响通过扣除已知地质参数的影响分离出另一地质参数对爆破振动速度衰减的影响;S5:将获得的各地质参数对振动速度衰减的独立影响嵌入改进型萨道夫斯基模型。
2.如权利要求1所述的一种基于回归分析的爆破振动速度衰减规律预测方法,其特征在于:所述分段设置多个监测点具体实施如下:基于单孔爆破试验的装药量及目标区域的地质类型从历史爆破数据库中匹配出同类地质类型和相同装药量下的单孔爆破案例,并从中提取振动传播的典型有效影响半径作为本次试验的振动传播边界范围;以爆破孔为中心点在其周围空间域内沿辐射状路径选取不少于四个传播方向,且相邻传播方向之间的夹角均匀分布;基于确定的振动传播边界范围获取各传播方向上的最大有效传播距离;以爆破孔中心为起始点沿各传播方向依据最大有效传播距离按距离梯度分段布设监测点。
3.如权利要求2所述的一种基于回归分析的爆破振动速度衰减规律预测方法,其特征在于:所述分段布设监测点包括以下内容:从匹配的单孔爆破案例中提取爆破振动监测数据,获取多组质点峰值振动速度与对应爆心距数据,将数据在双对数坐标系下进行散点绘制,生成爆破振动速度衰减特征曲线;对所绘制的双对数衰减曲线实施拐点检测识别由近场急剧衰减区向中场平稳衰减区的过渡位置和振动速度衰减至预设安全控制阈值的位置,并将其横坐标值分别定义为近-中区分界距离和中-远区分界;针对每一传播方向结合该方向上的最大有效传播距离及近-中区分界距离和中-远区分界将传播路径划分为近区、中区和远区;在每个传播方向上的近区采用设定的间距布设监测点,在中区采用近区间距的倍数布设监测点,在远区采用中区间距的倍数布设监测点。
4.如权利要求1所述的一种基于回归分析的爆破振动速度衰减规律预测方法,其特征在于:所述地质参数参见下述采集过程:在每个选定的监测点采用地质钻机实施取芯钻孔,并从不同深度获取岩石样本使用测硬仪对岩石样本进行硬度测试,进而将同一监测点各深度测得的硬度值进行算术平均,作为该监测点的岩石硬度;从监测点钻取的岩芯中选取岩石样品使用电子天平测量其天然质量,并使用排水法测量岩石密度;在监测点处采集岩石样本通过岩石破碎采用烘干法得到含水量。
5.如权利要求1所述的一种基于回归分析的爆破振动速度衰减规律预测方法,其特征在于:所述质点峰值振动速度如下采集过程:在各监测点布设三向速度传感器,其灵敏轴分别对准垂直向、径向与切向;爆破触发时自动采集各监测点的三维振动时程数,并经滤波、基线校正及矢量合成,提取合成速度时程中的最大值作为相应监测点的质点峰值振动速度。
6.如权利要求3所述的一种基于回归分析的爆破振动速度衰减规律预测方法,其特征在于:所述从关联数据组中识别单一主导传播段实施如下:对每一个传播段提取针对起始点与终止点测得的每项地质参数计算其在路径内的相对变化率;将每个传播段对应每项地质参数的相对变化率与预设的允许变化率对比,若某传播段中仅单项地质参数的相对变化率大于允许变化率,其他项地质参数的相对变化率均小于或等于允许变化率,则将该传播段归类为单一主导传播段,并将相对变化率大于允许变化率的地质参数标记为主变参数,将其他地质参数标记为稳定参数。
7.如权利要求6所述的一种基于回归分析的爆破振动速度衰减规律预测方法,其特征在于:所述确定单一地质参数对爆破振动速度衰减的影响如下内容:将各传播方向上识别出的主导传播段依据相同主变参数及相同稳定参数进行归类形成同类主导传播段集;将同类主导传播段集中每个传播段定义起始点与终止点的质点峰值振动速度之比为振动速度衰减比,并结合传播段长度计算单位振动衰减率 ,式中 表示单位振动衰减率, 、 分别表示传播段中起始点、终止点的质点峰值振动速度, 表示传播段长度;基于各传播段起始点距爆破孔的距离结合前期确定的近-中-远区分界点,将同类主导传播段组进一步划分为近区传播段组、中区传播段组和远区传播段组;在近区传播段组、中区传播段组和远区传播段组中分别以单位振动衰减率为因变量,以主变参数相对变化率为自变量建立单因素回归模型;根据各区的样本数量对各区回归结果进行加权集成,获得该主变参数在整个有效传播范围内的综合影响函数;通过最小二乘法拟合综合影响函数确定主变参数对爆破振动速度衰减的影响力。
8.如权利要求1所述的一种基于回归分析的爆破振动速度衰减规律预测方法,其特征在于:所述从关联数据组中进一步识别双重主导传播段包括以下内容:排除已归类为单一主导传播段后对剩余所有传播段将每项地质参数的相对变化率与预设的允许变化率对比,若某传播段满足以下条件,则判定为双重主导传播段;a)恰有两项地质参数的相对变化率大于允许变化率;b)其中一项地质参数为前期在单一主导传播段中已识别的主变参数;c)其余地质参数的相对变化率小于或等于允许变化率;对识别出的双重主导传播段将相对变化率大于允许变化率的两项地质参数标记为主变参数,将其他地质参数标记为稳定参数。
9.如权利要求8所述的一种基于回归分析的爆破振动速度衰减规律预测方法,其特征在于:所述分离出另一地质参数对爆破振动速度衰减的影响实施如下:将各传播方向上识别出的双重主导传播段依据相同主变参数组合及相同稳定参数进行归类形成同类双重主导传播段集;针对同类双重主导传播段集中的每个传播段计算单位振动衰减率,并在扣除已知地质参数对振动衰减的影响后得到残余衰减率;对同类双重主导传播段集中的每个传播段提取另一主变参数的相对变化率;对同类双重主导传播段集中以残余衰减率为因变量,以另一主变参数的相对变化率为自变量建立回归模型 ,其中 表示残余衰减率, 表示另一主变参数的相对变化率, 表示待拟合函数, 表示误差项;通过最小二乘法拟合确定另一主变参数对振动衰减的独立影响。
10.如权利要求9所述的一种基于回归分析的爆破振动速度衰减规律预测方法,其特征在于:所述分离出另一地质参数对爆破振动速度衰减的影响还包括以下操作:完成残余衰减率与另一主变参数的回归建模后绘制残差项与另一主变参数的关系图;若在关系图中观察到残差随另一主变参数呈现系统性趋势,构建引入交互项的多元回归模型;对多元回归模型重新进行拟合并执行残差诊断,在确认模型残差随机化后,采用最小二乘法完成参数估计确定包含主效应与交互效应的完整回归方程,得到另一主变参数对爆破振动速度衰减的影响力。