张 佳 赵 岩

①山西工程科技职业大学(山西太原，030031)

②中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院(北京，100083)

引言

爆破施工由于经济效益好、回报率高、操作易行等优点已被广泛应用于隧道掘进、矿山开采、坝体修建等大型土建工程中[1-3]。 然而，爆破施工带来的飞石、有害气体及爆破振动等附加产物均会对人体及周边环境造成不利影响。 其中，隧道爆破施工引起的振动效应极易危害建(构)筑物的正常运营及结构安全。

爆破振动信号分析是研究爆破振动效应的主要途径[4-5]。 爆破振动信号采集过程中，受采样环境及测试仪器的影响，采集到的信号往往会出现时程波形偏离中心基线的现象，即产生趋势项[6]。 受趋势项的影响，实测信号的时域分析及频谱分析准确性下降，甚至会出现低频信号失真的现象。 因此，有必要在信号分析前对爆破振动信号进行趋势项的消除处理。

目前，信号趋势项消除的方法主要包括最小二乘拟合法[7]、小波法[8]、EMD(empirical mode decomposition)法[9]、EEMD(ensemble empirical mode decomposition)法[10]、VMD(变分模态分解，variational mode decomposition)法[11]等。

最小二乘法通过多项式拟合逼近原始信号，去除信号中的趋势部分，但其去除效果与多项式函数的阶次选择有关，受主观影响较大。 小波法适用于非稳态信号的处理，但选取不同小波基函数、不同分解深度可能会得到不同的结果。 因此，以上两种方法均要求研究人员具有一定的经验。

EMD 法根据信号特征可以将原始信号分解为一系列频率由高到低排列的本征模态分量，不需要过多的经验就可以识别信号趋势项，具有自适应性；……