【摘要】：聲發(fā)射檢測技術(shù)作為一種新型動態(tài)檢測方法,在各個領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。最近幾年來,第一:由于被檢測對象的范圍逐漸增大,在信號的分類檢測、信號的高噪聲濾波方面以及信號模式識別等方面,對聲發(fā)射檢測技術(shù)提出了更高的要求,僅僅利用分析聲發(fā)射波形參數(shù)法無法滿足上述要求。第二:實(shí)時波形信號采集、儲存以及分析技術(shù)在多通道數(shù)字聲發(fā)射檢測中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,利用波形信號分析聲發(fā)射系統(tǒng)采集的信號已經(jīng)成為一個新的技術(shù)手段和研究方向。因此,本文以巖石破裂所采集的聲發(fā)射信號為背景,利用小波變換和矩張量分解手段對其進(jìn)行處理與分析。課題的具體研究工作與研究成果包括如下幾個方面:1、本文通過室內(nèi)巖石壓裂實(shí)驗,利用加載設(shè)備以及信號采集與分析一體化軟件,得到巖石破裂時的聲發(fā)射信號。以此實(shí)驗為基礎(chǔ),為信號的處理與分析提供數(shù)據(jù)。2、對得到的巖石破裂聲發(fā)射信號進(jìn)行小波分析,利用小波閾值去噪方法對聲發(fā)射信號進(jìn)行去噪處理。通過比較降噪后信號的信噪比以及均方差,選取適合處理巖石類信號的小波基以及閾值和閾值函數(shù),為接下來的小波包分解提供基礎(chǔ)。3、巖石破裂過程可以通過聲發(fā)射信號的特征表示出來,利用小波包分析技術(shù)對巖石聲發(fā)射信號進(jìn)行研究與處理,可以得到巖石破裂時的特征規(guī)律。將聲發(fā)射信號用Sym小波基進(jìn)行4層分解,得到不同頻帶內(nèi)聲發(fā)射信號能量值。通過分析其能量分布情況可知:巖石在外載作用下的聲發(fā)射信號的能量特征在頻域內(nèi)分布較廣泛,且聲發(fā)射信號能量分布的主頻率大多數(shù)分布在750k HZ以下。由此可知,小波包分解手段可以有效的對聲發(fā)射信號進(jìn)行頻帶上的分解。4、研究了聲發(fā)射信號在巖體內(nèi)傳播的方式,利用矩張量分解理論,給出了基于矩張量結(jié)果判別巖體破裂類型的有效方法。與此同時,結(jié)合聲發(fā)射信號采集的參數(shù),通過三維時差定位算法對巖石破裂時的聲發(fā)射源進(jìn)行定位。5、應(yīng)用矩張量分解算法,通過M.Ohstu判別法可知:當(dāng)巖石破裂時,其破裂類型包含剪切、張拉,以及其混合類型。通過建立數(shù)模函數(shù),得到巖石破裂時,破裂類型事件個數(shù)的三維分布圖;利用矩張量計算函數(shù),確定巖體破裂時破裂點(diǎn)的類型。
【圖文】：

(a)花崗巖聲發(fā)射事件 (b)砂巖聲發(fā)射事件圖 1-1 不同巖性相同加載條件下聲發(fā)射事件射技術(shù)研究現(xiàn)狀檢測設(shè)備，將聲發(fā)射信號通過傳感器進(jìn)行采集，經(jīng)過后破裂時產(chǎn)生的形態(tài)、機(jī)制進(jìn)行研究，，進(jìn)而得到結(jié)論。將種技術(shù)稱之為巖石聲發(fā)射技術(shù)[15]。0 世紀(jì) 50 年代發(fā)現(xiàn)，“材料在加載到歷史最大受力點(diǎn)后aiser 效應(yīng)”[16]。1963 年，Goodman 通過實(shí)驗證實(shí)巖石也

圖 2-1 聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)原理圖可知，信號由聲發(fā)射源發(fā)出，通過在介質(zhì)中波的傳播，到達(dá)傳感將其中的聲能轉(zhuǎn)化成電能，即輸出為電信號，再利用放大器將傳大，最后，通過信號采集處理系統(tǒng)、記錄與顯示系統(tǒng)所得到的數(shù)說明。破裂的聲發(fā)射參數(shù)關(guān)系用下巖石的破壞是巖石在作用力下所產(chǎn)生的變形甚至破裂，日積壞，使其內(nèi)部微破裂甚至產(chǎn)生斷裂，而內(nèi)部斷裂的同時必然會釋會以彈性波的形式在空氣中傳播，同時釋放出能量。每一個聲發(fā)值、裂縫位置等信息，這樣巖石破裂的過程就可以通過信號的特通過對其特征的研究來描述巖石在破壞過程中的變化過程。域的基礎(chǔ)理論中，巖石的脆塑性特征影響控制著巖石在外載作用。巖石粘土礦物含量的增加，巖石的脆性特征減弱，塑性特征增明，在巖石類型相同的情況下，不同區(qū)域內(nèi)的變化，不止在其時型、連續(xù)型和混合型（兩類信號組成的混合信號）三種類型，如
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2687627