發(fā)布時(shí)間：2020-08-14 07:35

【摘要】：材料內(nèi)部在應(yīng)力作用下發(fā)生變性,裂紋擴(kuò)展,彈性能釋放是結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞的重要機(jī)制,在彈性能積累到一定程度被瞬時(shí)釋放的,形成視覺(jué)上的材料破壞。因此對(duì)此過(guò)程產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)的提取分析,在能量的角度研究不同含水狀態(tài)花崗巖的破裂失穩(wěn)過(guò)程尤為重要。然而聲發(fā)射信號(hào)是典型的非平穩(wěn)信號(hào),使得傳統(tǒng)的信號(hào)處理技術(shù)難以對(duì)巖石破裂聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行全面系統(tǒng)地解析,因此,對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)的行之有效的分析方法眾多專家學(xué)者爭(zhēng)相研究的課題。通過(guò)對(duì)不同含水狀態(tài)花崗巖試件進(jìn)行室內(nèi)雙軸加載試驗(yàn),收集其破壞過(guò)程的聲發(fā)射信號(hào)。首先,收集的聲發(fā)射信號(hào)本身含有噪聲,通過(guò)小波包系數(shù)置零去噪方法與傳統(tǒng)的閾值去噪相對(duì)比發(fā)現(xiàn)前者的去噪方式更適合巖石破裂的聲發(fā)射信號(hào)。其次,利用全相位頻譜分析算法對(duì)不同含水狀態(tài)的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行不同類相位譜的分析,發(fā)現(xiàn)不同含水狀態(tài)的花崗巖每階段大能量點(diǎn)之前的線性相位占比情況均小于大能量點(diǎn)之后的線性相位占比情況,自然狀態(tài)的花崗巖的破裂比干燥與含水狀態(tài)的破裂更加集中,并找到快速識(shí)別相位類型算法。再次,基于小波包分解與重構(gòu)算法對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)頻段的選取,三種不同含水狀態(tài)的花崗巖的優(yōu)勢(shì)頻段均在0~62.5k Hz,且隨著含水量的增加增長(zhǎng)幅度有所下降。最后,對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻域的分析,在時(shí)頻分析當(dāng)中可以更加直觀的觀察出在巖石破裂的各個(gè)時(shí)期的能量在時(shí)間與頻率方面的分布情況,偽Wigner-Ville分布的提出,使得分辨率提高了,主要破裂發(fā)生在花崗巖的第三與第四階段,在各個(gè)階段中在基準(zhǔn)點(diǎn)之前的WignerVille分布比基準(zhǔn)點(diǎn)之后的Wigner-Ville分布的能量分布范圍大,且大能量聚集區(qū)域更明顯,在不同含水花崗巖中同樣基準(zhǔn)點(diǎn)之前的大能量分布頻率范圍小于基準(zhǔn)點(diǎn)之后的頻率范圍,但是能量峰值大于基準(zhǔn)點(diǎn)之后的,三種不同含水狀態(tài)的花崗巖其能量分布隨著含水量的增加,聚集程度減小。雖然實(shí)驗(yàn)室條件進(jìn)行下的試驗(yàn)與工程的巖體變化有所不同,但是萬(wàn)變不離其宗,對(duì)巖石破裂失穩(wěn)的監(jiān)測(cè)與預(yù)警具有十分重要的意義。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU45
【圖文】：

聲發(fā)射信號(hào)來(lái)源圖

圖 11 加載路徑曲線圖Fig.11 Load path graph 11 可以看出，在初始加載階段，軸向應(yīng)力與水平應(yīng)力逐漸增大入保載階段，軸向應(yīng)力在一段保載階段之后進(jìn)入二次加載時(shí)期

然后水平方向進(jìn)入保載階段，軸向應(yīng)力在一段保載階段之后進(jìn)入二次加載時(shí)期。結(jié)合圖12 發(fā)現(xiàn)，巖石破裂主要是發(fā)生在二次加載時(shí)期，在二次加載時(shí)期將花崗巖破裂分為四個(gè)時(shí)期。1）平靜期：在二次加載初期巖石內(nèi)沒(méi)有任何現(xiàn)象，巖石試件并沒(méi)有產(chǎn)生明顯破裂，此時(shí)的聲發(fā)射信號(hào)由試件本身的微小孔隙、裂隙等被壓密所致；此階段的沒(méi)有連續(xù)較大能量釋放，此階段是巖石破裂的平靜期。2）小顆粒彈射期：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的加載，水平應(yīng)力、軸向應(yīng)力增加，花崗巖內(nèi)壁的應(yīng)力集中區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)破裂，但在現(xiàn)場(chǎng)的隧洞工程中，這一現(xiàn)象不易觀測(cè)到，

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2792717