山阳县石灰岩三轴加载及声发射特性试验研究
发布时间：2021-04-26 01:41
我国山区公路高陡岩质路堑边坡数量较多,大型崩塌灾害发生时造成的影响很大,严重威胁着人们的通行安全和日常生活。目前国内并没有将声发射监测预警技术,普及应用于陕西省山阳县S203的高陡危险边坡,而石灰岩变形扩展的声发射现象,却反映了其内部裂隙、孔洞等软弱夹层突发破裂时,释放弹性振动波的过程,对于石灰岩的声发射特性试验研究,具有重要的理论参考价值。通过理论研究、现场调查、室内试验、数据分析和Matlab再处理等方法,研究了石灰岩的力学和声发射特性。采用声发射技术,重点对现场采集的10个石灰岩,做了三轴加载及声发射特性试验,可以模拟研究公路高陡边坡危岩体的破坏机理,并实践现场监测时比较困难的方案。本论文得到的主要研究成果介绍如下:（1）依托于山阳县S203的几处高陡路堑边坡,查明了周围的工程地质概况和影响因素,且评价了10处石灰岩质高陡边坡有危险性,并分析发现2处高陡危岩体边坡有极高的危险性。其中,对5个不同类型的危岩体边坡做了定性分析,发现它们发生崩塌的可能性较大,并对危岩体做了稳定性分析与计算,通过选取参数和综合分析,得到了2处高陡边坡做监测及预警的现实需求。（2）确定了石灰岩贯通破裂失稳...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.1.1 本论文研究背景
1.1.2 研究目的及意义
1.2 声发射技术国内外研究现状
1.2.1 岩体（岩石）稳定性监测技术
1.2.2 声发射技术在岩体工程中的应用
1.2.3 岩石室内声发射特性试验研究
1.2.4 声发射信号处理与分析技术研究
1.2.5 声发射监测技术的优缺点
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 本文技术路线
第二章 S203公路高陡岩质边坡工程地质调查研究
2.1 山区公路高陡边坡崩塌灾害分类
2.2 S203公路高陡岩质边坡工程地质特征调查
2.2.1 诱发边坡崩塌的因素
2.2.2 调查区工程地质概况
2.2.3 潜在危岩体调查分析
2.3 省道203边坡危岩体稳定性分析
2.3.1 滑移式危岩体
2.3.2 倾倒式危岩体
2.3.3 危险岩体参数选择
2.3.4 危岩体稳定性评价
2.4 本章小结
第三章 石灰岩三轴加载及声发射特性试验研究
3.1 岩石声发射及监测技术简介
3.2 室内试验方案思路
3.3 公路边坡现场取样
3.3.1 S203k121+80～120m取芯现场
3.3.2 S203k112+430～470m取芯现场
3.3.3 石灰岩标准试样切割
3.4 石灰岩室内试验设备
3.4.1 三轴加卸载系统
3.4.2 声发射采集系统
3.5 室内三轴加载试验过程
3.6 石灰岩力学特性分析
3.6.1 主要力学参数计算
3.6.2 石灰岩破坏过程力学分析
3.7 完整石灰岩的声发射参数分析
3.7.1 石灰岩加载破裂声发射源
3.7.2 声发射信号常用参数
3.7.3 完整石灰岩声发射参数与应力同步对比分析
3.8 裂隙损伤对声发射参数的影响
3.8.1 倾斜裂缝SH6声发射参数与应力同步对比分析
3.8.2 水平层理SH7声发射参数与应力同步对比分析
3.8.3 杂乱裂纹SH8声发射参数与应力同步对比分析
3.8.4 轻微损伤SH9声发射参数与应力同步对比分析
3.9 完整与裂隙损伤石灰岩的同步对比
3.10 本章小结
第四章 声发射波形分析理论研究
4.1 石灰岩声发射波传播模式
4.2 声发射信号处理方法
4.2.1 参数分析法
4.2.2 波形分析法
4.3 小波分析理论研究
4.3.1 连续傅立叶变换（CFT）
4.3.2 窗口傅立叶变换（FFT）
4.3.3 小波变换分析理论
4.3.4 多分辨率分析理论
4.4 小波包分析理论研究
4.4.1 小波包简介
4.4.2 小波包算法
4.5 本章小结
第五章 石灰岩声发射波形处理与分析
5.1 MATLAB信号处理软件简介
5.2 小波分析用于石灰岩信号去噪
5.2.1 小波分析去噪的原理
5.2.2 常用的小波基类型及特性
5.2.3 各去噪参数的选择
5.2.4 石灰岩声发射波形去噪分析
5.3 小波分析用于石灰岩信号压缩
5.4 小波包对石灰岩信号去噪分析
5.5 石灰岩突变点信号的识别
5.5.1 奇异点识别原理
5.5.2 石灰岩奇异点信号识别
5.6 声发射监测技术的应用价值
5.7 本章小结
结论及建议
1 主要结论
2 进一步研究建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩石声发射技术研究进展[J]. 李核归,张茹,高明忠,吴刚,张艳飞. 地下空间与工程学报. 2013(S1)
[2]声发射技术在某露天矿边坡稳定性监测中的运用[J]. 杨远清,侯克鹏. 矿业快报. 2008(11)
[3]声发射技术及其在检测中的应用[J]. 胡昌洋,杨钢锋,黄振峰,毛汉领. 计量与测试技术. 2008(06)
[4]单轴多级加载岩石破坏声发射特性试验研究[J]. 张茹,谢和平,刘建锋,邓建辉,彭琦. 岩石力学与工程学报. 2006(12)
[5]声发射技术研究及应用进展[J]. 杨瑞峰,马铁华. 中北大学学报(自然科学版). 2006(05)
[6]单轴受压岩石破坏全过程声发射特征研究[J]. 李庶林,尹贤刚,王泳嘉,唐海燕. 岩石力学与工程学报. 2004(15)
[7]岩体声发射技术在矿山中的应用[J]. 张拥军. 湖南有色金属. 2004(01)
[8]中国声发射检测技术进展——学会成立25周年纪念[J]. 沈功田,戴光,刘时风. 无损检测. 2003(06)
[9]声发射技术在岩土工程中的应用[J]. 尹贤刚,李庶林. 采矿技术. 2002(04)
[10]永久船闸边坡稳定性声发射监测[J]. 李金河,玉国进. 岩土力学. 2001(04)
博士论文
[1]高陡岩质边坡微震监测与稳定性分析研究[D]. 徐奴文.大连理工大学 2011
[2]基于小波分析的岩石类材料声发射源定位方法研究[D]. 康玉梅.东北大学 2009
[3]块裂岩质边坡崩塌监测预报理论及应用研究[D]. 田卿燕.中南大学 2008
[4]濒危岩质高陡边坡稳定性及处治技术研究[D]. 黄志斌.中南大学 2007
硕士论文
[1]基于声发射的煤与瓦斯突出实验研究[D]. 王雪龙.太原理工大学 2015
[2]基于小波分析的振动信号去噪研究[D]. 王绍杰.燕山大学 2015
[3]基于小波包分析的含水岩石破裂前兆研究[D]. 赵世宇.东北大学 2014
[4]声发射信号分析中的粒子滤波理论及其算法与实现[D]. 刘伟宏.长沙理工大学 2014
[5]高黎贡山隧道岩爆声发射监测与数值分析[D]. 陆日超.重庆大学 2014
[6]单轴加载砂岩声发射特性研究[D]. 李博.兰州大学 2014
[7]岩石单轴加载声发射特性研究[D]. 王鹏.东北大学 2013
[8]工程岩体损伤声发射源定位优化研究[D]. 纪松林.重庆大学 2013
[9]基于小波分析的岩石类材料声发射信号处理研究[D]. 陈磊.吉林大学 2013
[10]单轴压缩条件下岩石的声发射试验研究[D]. 余斐.中国地质大学(北京) 2012
本文编号：3160485
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.1.1 本论文研究背景
1.1.2 研究目的及意义
1.2 声发射技术国内外研究现状
1.2.1 岩体（岩石）稳定性监测技术
1.2.2 声发射技术在岩体工程中的应用
1.2.3 岩石室内声发射特性试验研究
1.2.4 声发射信号处理与分析技术研究
1.2.5 声发射监测技术的优缺点
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 本文技术路线
第二章 S203公路高陡岩质边坡工程地质调查研究
2.1 山区公路高陡边坡崩塌灾害分类
2.2 S203公路高陡岩质边坡工程地质特征调查
2.2.1 诱发边坡崩塌的因素
2.2.2 调查区工程地质概况
2.2.3 潜在危岩体调查分析
2.3 省道203边坡危岩体稳定性分析
2.3.1 滑移式危岩体
2.3.2 倾倒式危岩体
2.3.3 危险岩体参数选择
2.3.4 危岩体稳定性评价
2.4 本章小结
第三章 石灰岩三轴加载及声发射特性试验研究
3.1 岩石声发射及监测技术简介
3.2 室内试验方案思路
3.3 公路边坡现场取样
3.3.1 S203k121+80～120m取芯现场
3.3.2 S203k112+430～470m取芯现场
3.3.3 石灰岩标准试样切割
3.4 石灰岩室内试验设备
3.4.1 三轴加卸载系统
3.4.2 声发射采集系统
3.5 室内三轴加载试验过程
3.6 石灰岩力学特性分析
3.6.1 主要力学参数计算
3.6.2 石灰岩破坏过程力学分析
3.7 完整石灰岩的声发射参数分析
3.7.1 石灰岩加载破裂声发射源
3.7.2 声发射信号常用参数
3.7.3 完整石灰岩声发射参数与应力同步对比分析
3.8 裂隙损伤对声发射参数的影响
3.8.1 倾斜裂缝SH6声发射参数与应力同步对比分析
3.8.2 水平层理SH7声发射参数与应力同步对比分析
3.8.3 杂乱裂纹SH8声发射参数与应力同步对比分析
3.8.4 轻微损伤SH9声发射参数与应力同步对比分析
3.9 完整与裂隙损伤石灰岩的同步对比
3.10 本章小结
第四章 声发射波形分析理论研究
4.1 石灰岩声发射波传播模式
4.2 声发射信号处理方法
4.2.1 参数分析法
4.2.2 波形分析法
4.3 小波分析理论研究
4.3.1 连续傅立叶变换（CFT）
4.3.2 窗口傅立叶变换（FFT）
4.3.3 小波变换分析理论
4.3.4 多分辨率分析理论
4.4 小波包分析理论研究
4.4.1 小波包简介
4.4.2 小波包算法
4.5 本章小结
第五章 石灰岩声发射波形处理与分析
5.1 MATLAB信号处理软件简介
5.2 小波分析用于石灰岩信号去噪
5.2.1 小波分析去噪的原理
5.2.2 常用的小波基类型及特性
5.2.3 各去噪参数的选择
5.2.4 石灰岩声发射波形去噪分析
5.3 小波分析用于石灰岩信号压缩
5.4 小波包对石灰岩信号去噪分析
5.5 石灰岩突变点信号的识别
5.5.1 奇异点识别原理
5.5.2 石灰岩奇异点信号识别
5.6 声发射监测技术的应用价值
5.7 本章小结
结论及建议
1 主要结论
2 进一步研究建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩石声发射技术研究进展[J]. 李核归,张茹,高明忠,吴刚,张艳飞. 地下空间与工程学报. 2013(S1)
[2]声发射技术在某露天矿边坡稳定性监测中的运用[J]. 杨远清,侯克鹏. 矿业快报. 2008(11)
[3]声发射技术及其在检测中的应用[J]. 胡昌洋,杨钢锋,黄振峰,毛汉领. 计量与测试技术. 2008(06)
[4]单轴多级加载岩石破坏声发射特性试验研究[J]. 张茹,谢和平,刘建锋,邓建辉,彭琦. 岩石力学与工程学报. 2006(12)
[5]声发射技术研究及应用进展[J]. 杨瑞峰,马铁华. 中北大学学报(自然科学版). 2006(05)
[6]单轴受压岩石破坏全过程声发射特征研究[J]. 李庶林,尹贤刚,王泳嘉,唐海燕. 岩石力学与工程学报. 2004(15)
[7]岩体声发射技术在矿山中的应用[J]. 张拥军. 湖南有色金属. 2004(01)
[8]中国声发射检测技术进展——学会成立25周年纪念[J]. 沈功田,戴光,刘时风. 无损检测. 2003(06)
[9]声发射技术在岩土工程中的应用[J]. 尹贤刚,李庶林. 采矿技术. 2002(04)
[10]永久船闸边坡稳定性声发射监测[J]. 李金河,玉国进. 岩土力学. 2001(04)
博士论文
[1]高陡岩质边坡微震监测与稳定性分析研究[D]. 徐奴文.大连理工大学 2011
[2]基于小波分析的岩石类材料声发射源定位方法研究[D]. 康玉梅.东北大学 2009
[3]块裂岩质边坡崩塌监测预报理论及应用研究[D]. 田卿燕.中南大学 2008
[4]濒危岩质高陡边坡稳定性及处治技术研究[D]. 黄志斌.中南大学 2007
硕士论文
[1]基于声发射的煤与瓦斯突出实验研究[D]. 王雪龙.太原理工大学 2015
[2]基于小波分析的振动信号去噪研究[D]. 王绍杰.燕山大学 2015
[3]基于小波包分析的含水岩石破裂前兆研究[D]. 赵世宇.东北大学 2014
[4]声发射信号分析中的粒子滤波理论及其算法与实现[D]. 刘伟宏.长沙理工大学 2014
[5]高黎贡山隧道岩爆声发射监测与数值分析[D]. 陆日超.重庆大学 2014
[6]单轴加载砂岩声发射特性研究[D]. 李博.兰州大学 2014
[7]岩石单轴加载声发射特性研究[D]. 王鹏.东北大学 2013
[8]工程岩体损伤声发射源定位优化研究[D]. 纪松林.重庆大学 2013
[9]基于小波分析的岩石类材料声发射信号处理研究[D]. 陈磊.吉林大学 2013
[10]单轴压缩条件下岩石的声发射试验研究[D]. 余斐.中国地质大学(北京) 2012
本文编号：3160485
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