目前巖石力學(xué)參數(shù)測定,受限于探頭及數(shù)據(jù)采集設(shè)備,多在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境完成,同時(shí),傳統(tǒng)超聲收發(fā)探頭對(duì)接觸面平整度要求較高,需要對(duì)巖石表面打磨處理,且需要涂抹導(dǎo)聲糊。這些都極大限制了超聲測量系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。為實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石鉆孔內(nèi)的長效監(jiān)測,對(duì)聲波發(fā)射、接收機(jī)制及巖石內(nèi)超聲信號(hào)的頻域特性進(jìn)行分析,通過AIC算法拾取波前初至,利用小波去噪和改進(jìn)AIC法(NAIC)求波初至到達(dá)精確時(shí)間,研究了基于干耦合巖石內(nèi)部參數(shù)測量系統(tǒng),在巖石內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了超聲信號(hào)的發(fā)射接收、信號(hào)瞬態(tài)觸發(fā)、高速采集,并將最終結(jié)果通過無線方式傳輸至數(shù)據(jù)記錄儀。分別對(duì)Φ50 mm×100 mm花崗巖及砂巖巖樣進(jìn)行了超聲波傳輸參數(shù)測量,Φ114mm×280mm花崗巖巖樣測量距離分別為150、200mm,利用NAIC、STA/LTA、MER、ETA 4種算法對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并與第三方儀器測定結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明:基于干耦合聲波測速采集系統(tǒng),對(duì)不同工作接觸面適應(yīng)性較好,數(shù)據(jù)誤差在規(guī)范允許范圍內(nèi)。小波降噪適用于背景干擾少、頻率范圍集中的超聲接收信號(hào),在到時(shí)拾取方面,除STA/LTA外其余3種算法在去噪后的到時(shí)拾取精度均得到有效提高,其中尤以NAI...

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圖3干耦合超聲波探頭與傳統(tǒng)超聲波探頭Fig.3Dry-coupledultrasonicprobeandtraditionalultrasonicprobe

fthefirstarrivalpickingusingdifferentcharacteristicfunctions圖2NAIC計(jì)算初至波到時(shí)原理Fig.2FirstarrivalprincipleoftheNAICmethod3干耦合系統(tǒng)工作原理3.1聲波監(jiān)測系統(tǒng)超聲波干耦....

圖4數(shù)字化型聲波采集系統(tǒng)Fig.4Digitalacousticwaveacquisitionsystem

1458巖土力學(xué)2020年速數(shù)據(jù)的長期監(jiān)測存儲(chǔ)，大大拓展了其在不同工作環(huán)境的應(yīng)用性�？紤]現(xiàn)場地應(yīng)力限制及聲波探頭的設(shè)計(jì)需求，目前聲波數(shù)字化采集板如圖4所示。激勵(lì)電壓模塊產(chǎn)生100V脈沖波，通過控制系統(tǒng)為壓電陶瓷提供激勵(lì)信號(hào)。接收信號(hào)時(shí)有放大電路、濾波電路等，保證接收信號(hào)的準(zhǔn)確性。....

圖5超聲波穿透法測量Fig.5Ultrasoundpenetrationmeasurement

花崗巖縱波、橫波波速進(jìn)行測量，該方法所得的波形穩(wěn)定，適用廣泛。超聲波脈沖透射法測量波速的方法需要發(fā)射與接收兩個(gè)探頭，它的基本原理主要是測量超聲波穿過試驗(yàn)樣品所用的時(shí)間1t，測量試驗(yàn)樣品的長度1l，這樣超聲波在樣品中傳播的速度可以通過式（6）計(jì)算得到：111lvt（6）根據(jù)探頭所在....

圖6超聲波串列法測量Fig.6Ultrasoundseriesmeasurement

姆椒ㄐ枰?⑸溆虢郵樟礁鎏?頭，它的基本原理主要是測量超聲波穿過試驗(yàn)樣品所用的時(shí)間1t，測量試驗(yàn)樣品的長度1l，這樣超聲波在樣品中傳播的速度可以通過式（6）計(jì)算得到：111lvt（6）根據(jù)探頭所在位置的不同可以測量不同距離的波，以下介紹兩種縱波測試方法。收發(fā)探頭在被測物體相對(duì)的兩個(gè)....

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