本书共分九章。第一章为绪论，介绍了我国大直径深立井的现状，冻结管、冻结壁及井壁支护结构体振动损伤研究现状；第二章着重阐述了爆炸应力波具有的传播特性，并详细分析了目前普遍使用的爆破信号分析相关理论，通过实例说明组合分析方法在信号特征提取方面的优势；第三章以兖矿集团万福煤矿实际井筒掘进工程为背景，开展切缝药包控制爆破技术应用，得到了不同爆破方案下井壁振动衰减规律，验证了切缝药包的减振降损效果；第四章开展了早龄期混凝土爆破损伤特性研究，重点介绍了多频次振动下混凝土的累积损伤；第五章针对现场冻结壁围岩损伤测试的难度，基于相似理论建立立井掘进水泥砂浆模型，进行切缝药包减振降损机理实验室试验；第六章通过数值模拟方法，探讨爆破模式对冻结管的振动影响，基于振速信息提取开展了冻结管爆振响应研究；第七章介绍了针对立井掏槽和周边减振新技术；第八章阐述了立井精细化爆破专家系统与井筒安全施工方面的内容；第九章介绍了现代信号分析方法在立井爆破信号特征提取中的实践与应用。

第一章 绪论
1.1 引言
1.2 爆破振动灾害控制研究现状
1.2.1 爆破振动对早期混凝土的影响
1.2.2 爆破振动监测研究现状
1.2.3 爆破减振技术研究现状
1.3 立井支护结构体损伤研究现状
1.3.1 国内立井井筒爆破设计施工现状
1.3.2 井壁损伤研究现状
1.3.3 冻结壁损伤研究现状
1.4 冻结管损伤研究现状
第二章 爆炸应力波传播特性与信号分析方法
2.1 爆破冲击荷载特征及应力波传播理论
2.1.1 固体介质中的微幅应力扰动理论
2.1.2 固体介质中的冲击波理论
2.1.3 冲击波作用下岩石压缩破坏理论
2.2 弹性应力波理论
2.2.1 弹性应力波的波动方程
2.2.2 岩体中爆炸应力波理论
2.3 爆破振动信号分析理论与方法
2.3.1 傅里叶变换
2.3.2 小波变换
2.3.3 希尔伯特一黄(HHT)分析方法
2.3.4 分形算法
2.3.5 反应谱解析理论
2.4 爆破信号组合分析方法应用
2.4.1 EEMD分形与SPWV分布组合分析
2.4.2 CEEMD与TQWT组合分析
第三章 冻结立井切缝药包减振降损现场试验
3.1 工程概况及爆破方案
3.1.1 工程概况
3.1.2 冻结方案
3.1.3 冻结立井井壁结构形式
3.1.4 冻结立井钻爆法施工工序
3.1.5 爆破方案
3.2 测试方案与信号采集
3.2.1 立井井壁爆破振动测试的主要内容
3.2.2 测振仪选用与性能指标
3.2.3 立井振动监测方案
3.2.4 信号采集与波形数据
3.2.5 冻结立井安全判据分析
3.2.6 振动衰减规律分析
3.3 立井爆破微差延期时间识别
3.3.1 振动控制延期时间选择
3.3.2 微差延期准度和精度
3.3.3 微差识别分析与结果
3.4 切缝药包爆破井壁减振分析
3.4.1 静荷载下砼井壁模态振型
3.4.2 爆破振动信号频谱特征
3.5 切缝药包护壁降损效果分析与评价
3.5.1 自由场中切缝药包爆破数值模拟
3.5.2 立井切缝药包爆破降损应用
3.5.3 切缝药包爆破护壁降损效果评价
3.5.4 社会经济效益分析
第四章 早龄期混凝土爆破振动损伤特性试验研究
4.1 试验原理
4.1.1 混凝土损伤对声波的影响
4.1.2 混凝土损伤度的表征因子
4.2 测试系统及试验方案
4.2.1 振动加载系统
4.2.2 声波测试系统
4.2.3 液压伺服加压系统
4.2.4 试验方案
4.3 试验结果及分析
第五章 切缝药包爆破围岩减振降损模型试验
5.1 模型试验发展简介及意义
5.1.1 模型试验发展简介
5.1.2 模型试验的意义
5.2 相似率在模型试验中的应用
5.2.1 相似第一定理
5.2.2 相似第二定理
5.2.3 相似第三定理
5.2.4 相似三定理的关系
5.2.5 线弹性模型
5.2.6 破坏模型的相似关系
5.3 模型材料的选择
5.3.1 对模型材料的一般要求
5.3.2 常用材料
5.4 模型试验方案设计
5.4.1 基本假设
5.4.2 爆破设计参数的量纲分析
5.4.3 模型物理相似参数的确定
5.4.4 物理模型建立
5.4.5 基本力学性能测试
5.5 围岩振动测试与信号采集分析
5.5.1 围岩振动测试方案
5.5.2 模型测试信号采集
5.5.3 围岩振动衰减规律
5.6 模型爆破信号去噪
5.6.1 DFA算法
5.6.2 EMD和DFA组合爆破信号去噪
5.6.3 去噪效果评价
5.7 爆破信号HHT时频分析
5.7.1 HHT方法优点
5.7.2 Hilbert谱分析方法
5.7.3 不同爆破次数下信号时频特征
5.8 爆破作用下冻结壁损伤特征分析
5.8.1 岩体损伤判定标准
5.8.2 声波波遽测试与分析
5.8.3 多次爆破下累积损伤分析
5.8.4 混沌分形损伤特征分析
第六章 爆破动荷载下冻结管损伤特征数值模拟研究
6.1 显式动力数值算法
6.1.1 显式动力分析程序LS-DYNA理论
6.1.2 LS-DYNA程序计算方法
6.1.3 爆破模拟实现过程
6.2 立井爆破数值模拟分析
6.2.1 立井爆破模型建立
6.2.2 模型的边界条件
6.2.3 爆破荷载作用区域确定
6.2.4 爆炸荷载的施加过程
6.3 模拟结果与分析
6.3.1 冻结管振动加速度反应谱特征
6.3.2 切缝药包爆破冻结管损伤特征
6.3.3 基于振动信息的支护结构体损伤概率确定
第七章 立井爆破减振新技术探讨
7.1 微差爆破的基本原理
7.1.1 新自由面和附加自由面理论
7.1.2 应力波叠加理论
7.1.3 微差爆破延时理论的几点看法
7.2 立井分阶分段掏槽爆破减振技术
7.2.1 分段式掏槽爆破机理
7.2.2 分段武掏槽爆破参数的确定
7.2.3 分阶分段深孔掏槽爆破技术
7.3 现场应用
7.3.1 技术参数
7.3.2 应用效果
7.4 立井周边梯度预裂爆破减振技术
7.4.1 节理对预裂效果的影响