本文關鍵詞：巖質邊坡滑移面識別及穩(wěn)定性的波導聲學監(jiān)測技術研究

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【摘要】：我國的露天金屬礦山已經歷了多年的開采,隨著開采深度的不斷增加,形成了高陡邊坡。因此,對邊坡進行有效準確的監(jiān)測、預測是減輕滑坡災害損失、減少人員傷亡最有效的途徑。由于巖質邊坡因巖層較厚,同時巖體中存在不連續(xù)面,造成聲發(fā)射信號在巖質邊坡中的衰減嚴重,結果是聲發(fā)射傳感器無法接收到或者只能接收到微弱的聲發(fā)射信號。因此本文提出在邊坡上布置波導桿結構,解決聲發(fā)射信號的衰減和噪聲抑制等問題,并通過波導桿中聲發(fā)射信號的波形及參數特征,實現對邊坡滑移面的識別及滑移失穩(wěn)的波導聲發(fā)射監(jiān)測。本文在聲發(fā)射技術和導波理論的基礎上,通過理論分析和室內試驗,開展了水泥砂漿試件在拉剪條件下聲發(fā)射波形和參數特征的研究,得出以下結論:(1)基于導波理論,求解了自由波導桿中縱向導波的傳播規(guī)律并且推導了自由波導桿的縱向導波頻散方程,得到了自由波導桿中的縱向導波能量速度頻散曲線。(2)基于導波理論,求解了水泥砂漿錨固圓鋼波導桿中縱向導波的傳播規(guī)律,推導了水泥砂漿錨固圓鋼波導桿的縱向導波頻散方程,得到了水泥砂漿錨固圓鋼波導桿的縱向導波能量速度頻散曲線。(3)通過對試驗采集的聲發(fā)射信號進行波形處理和分析,基于自由波導桿和水泥砂漿錨固波導桿的能量速度頻散曲線,根據不同頻率成分的波到達傳感器的時差來進行聲發(fā)射源定位,從定位結果來看,用該方法進行聲發(fā)射源定位具有較高的準確性,能夠為處理巖質邊坡滑移失穩(wěn)產生的聲發(fā)射信號進行源定位提供一定理論和現實依據。(4)通過對水泥砂漿錨固波導桿試件的三點彎和剪切試驗,建立了聲發(fā)射累計能量和振鈴累計計數隨著時間的變化特征,試驗結果表明:水泥砂漿錨固圓鋼波導桿試件破壞過程可以分為兩個階段,第一階段試件處于壓密狀態(tài),此時并無明顯聲發(fā)射活動。第二階段為砂漿試件底部微裂紋開始萌生,并逐步擴展延伸為肉眼清晰可見的裂紋。第三階段為砂漿裂紋繼續(xù)擴展和波導桿變形。第二階段初始,累計聲發(fā)射能量和累計聲發(fā)射振鈴計數都將發(fā)生明顯的突變,可以將此特征作為判斷巖體失穩(wěn)的聲發(fā)射參數前兆特征,可實現對邊坡巖體穩(wěn)定性的監(jiān)測。
【關鍵詞】：巖質邊坡 滑移面識別 穩(wěn)定性監(jiān)測 波導聲學
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU457
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 課題來源8
• 1.2 課題研究意義8-9
• 1.3 國內外研究現狀9-13
• 1.4 研究內容和方法13-15
• 第二章 模態(tài)聲發(fā)射理論15-34
• 2.1 引言15
• 2.2 模態(tài)聲發(fā)射15-33
• 2.2.1 導波理論15-18
• 2.2.2 自由圓鋼波導桿結構中的縱向導波理論18-27
• 2.2.3 水泥砂漿錨固波導桿結構中的縱向導波理論27-33
• 2.3 本章小結33-34
• 第三章 聲發(fā)射信號采集34-45
• 3.1 引言34
• 3.2 拉剪破壞聲發(fā)射試驗方案34-38
• 3.2.1 試驗目的34
• 3.2.2 試件制備34-36
• 3.2.3 聲發(fā)射試驗系統(tǒng)36-37
• 3.2.4 聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)參數設置37-38
• 3.3 試驗過程38-42
• 3.4 試驗現象42-44
• 3.5 本章小結44-45
• 第四章 聲發(fā)射信號波形分析45-55
• 4.1 引言45
• 4.2 小波閾值去噪45-46
• 4.3 短時傅里葉變換46-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第五章 聲發(fā)射信號參數分析55-62
• 5.1 引言55
• 5.2 聲發(fā)射能量特征分析55-58
• 5.3 聲發(fā)射振鈴計數特征分析58-60
• 5.4 本章小結60-62
• 第六章 結論與展望62-65
• 6.1 本論文研究結論62-63
• 6.2 研究展望63-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70-71
• 攻讀學位期間的研究成果71-72

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本文編號：705256