岩石破裂失稳声发射监测频段信息识别研究

发布时间：2018-06-16 09:06

  本文选题：岩石力学 + 声发射　； 参考：《岩土工程学报》2017年06期

【摘要】：首先对声发射信号进行分频处理,分析岩石损伤破裂演化过程中声发射信号频段分布规律。根据岩石断裂模式与声发射频率存在一定的对应关系,证明了岩石破裂监测中声发射前兆优势频段的存在,进一步构建前兆优势频段的计算方法,确定声发射监测岩石破裂的最优短临预报参数。通过开展花岗岩圆形隧洞模型水平卸荷试验,分析整个过程的声发射信号,寻找前兆优势频段,以此验证方法的可靠性。研究结果表明,水平方向卸荷瞬间,隧洞两壁发生劈裂破坏,频段(31.25~62 k Hz)的小波能量占比达73%以上。临近最终破裂,频段(7.8125~15.625 k Hz)变能系数CD6?由前一刻的0.5突增到15,具有典型的灾变响应特征,可以确定该频段为声发射前兆优势频段。选择CD6??作为宏观破裂的短临预报参数,再结合临近最终破裂前声发射主频在频段(90~105 k Hz)和(13~20 k Hz)所出现的响应突现规律,可以为预测花岗岩圆形隧洞模型的失稳破坏提供预警参量。
[Abstract]:First, the frequency distribution of acoustic emission signal is analyzed in the process of rock damage and fracture evolution. According to the corresponding relationship between rock fracture model and acoustic emission frequency, the existence of dominant frequency band of acoustic emission precursor in rock fracture monitoring is proved, and the calculation method of precursor dominant frequency band is further constructed. The optimal short-term and imminent prediction parameters for acoustic emission monitoring of rock rupture are determined. Through the horizontal unloading test of granite circular tunnel model, the acoustic emission signal of the whole process is analyzed, and the premonitory dominant frequency band is found to verify the reliability of the method. The results show that at the moment of horizontal unloading, splitting failure occurs on the two walls of the tunnel, and the wavelet energy of the tunnel is over 73% of the Prida in the frequency band of 31.25 ~ 62kHz. Near the final rupture, the frequency band is 7.8125 (15.625kHz) and the energy conversion coefficient is CD6? The frequency range is increased from 0.5 to 15, which is characterized by a typical catastrophic response. It can be determined that the frequency band is the dominant frequency band of acoustic emission precursor. Select CD6? As a short-term and imminent prediction parameter of macroscopic rupture, combined with the emergent response law of the main frequency of acoustic emission in the frequency range of 90 ~ 105kHz and 131320kHz), it can provide an early warning parameter for predicting the instability failure of the granite circular tunnel model.
【作者单位】： 华北理工大学矿业工程学院;大连理工大学岩石破裂与失稳研究中心;东北大学测绘遥感与数字矿山研究所;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2014CB047100) 国家自然科学基金项目(51374088,51574102,51604117)
【分类号】：TU454

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本文编号：2026145