吴建源， 龙 源， 纪 冲， 李兴华， 马华源， 程良玉

(1. 75833部队，广州 510080； 2. 解放军理工大学 野战工程学院，南京 210007)

管道输送是天然气运输的主要方式之一。为提高输送效率，天然气输送管道正向高钢级、大口径、高气压规格发展。尽管大口径高压天然气具有高效、经济等特点，但由于环境腐蚀、近域施工、自然灾害及其他未知因素的影响，天然气管道断裂爆炸事故时有发生[1-4]。自20世纪80年代以来，世界范围内发生过上千起管道爆裂事故[5]。

目前，针对高压气体管道爆裂产生的空气冲击波、热辐射等危害效应，国内外学者进行了大量的理论、试验和数值模拟研究，并依据相关研究成果制定输气管道安全设计规范[6-7]。然而，对并行埋地管道而言，空气冲击波和热辐射对其影响相对较小，管道爆裂对岩土介质冲击压缩作用形成的地震波更易造成其变形破坏[8-11]。为控制管道爆裂振动安全问题，需迫切研究揭示管道爆裂地震波的形成机理、传播规律及时-频能量特性[12]。

为研究大口径高压输气管道的爆裂危害效应，本文对直径1 219 mm的X90 输气管实施了3次全尺寸爆破试验；测试了管道裂纹扩展速度、管内气体压力变化以及地表爆破振动速度，并对结果进行了分析。文中使用希尔伯特-黄变换(HHT)方法研究了管爆地震波的时间-频率-能量分布特性，揭示高压气体管道爆裂地震波的传播及衰减规律，为深入研究邻近管道和建筑物在管爆地震效应下的振动响应提供依据。

1 HHT方法的基本原理及特点

希尔伯特-黄变换(HHT)[13-15]是Huang等于1998提出的信号分析领域的一种新方法，它能够自适应地处理非平稳随机信号。……