饱水粉砂岩破裂失稳的红外温度突变前兆及SVM预警模型

发布时间：2017-11-29 01:05

  本文关键词：饱水粉砂岩破裂失稳的红外温度突变前兆及SVM预警模型

  更多相关文章： 粉砂岩 红外温度突变前兆 失稳预警 支持向量机

【摘要】：岩石破裂发育可能引起红外温度场突变,而岩石破裂失稳过程的红外温度瞬时变化异常特征却鲜有研究。为探寻岩石破裂失稳的红外温度突变前兆,进行了50°C水浸透粉砂岩单轴压缩过程的红外-声发射同步监测实验,以热图像序列小时步差分处理为特色,通过红外温度场突变信息提取和分析、红外温变场(ITVF)统计分析,对岩石破裂失稳过程的红外温度瞬时变化异常特征进行了重点研究,并融合多源红外监测数据,建立了基于SVM的岩石失稳预警模型。主要研究内容及成果如下:(1)基于阈值理论,通过直接提取红外温度突变信息,探寻岩石破裂失稳的红外温度突变前兆。结果表明:热图像序列小时步差分处理方法可抑制环境因素的干扰,突出由岩石破裂发育造成的红外温度突变信息;临破裂粉砂岩红外温度存在红外温度突变异常前兆,包括突升异常、突降异常、突变点量异常、突变极值异常前兆;红外温度突变极值异常和突变点量异常呈正相关;红外温度突升异常和突降异常呈负相关;四种形式的红外温度突变异常前兆可相互验证,相互补充,对提高岩石受力灾变预测的可靠性和准确性具有一定理论意义。(2)红外温度突变可能导致ITVF统计分布异常,在提出“红外温变场(ITVF)”概念的基础上,从统计分布角度探寻岩石破裂失稳的红外温度突变前兆。结果表明:饱水粉砂岩破裂失稳过程中ITVF的特征参数(极差R、峰度K、突变比率MR)存在陡增的突变异常;3指标异常主要集中于峰后破裂阶段,趋于在压力降显现时刻伴随出现;该异常可解释为,当变形进入塑性-峰后破裂阶段,试件表面破裂加剧发育引起红外温度场突变,一方面使得红外温变速率大幅度向极大或极小值方向迁移,导致R值出现突增异常;另一方面使得ITVF异常值的数量突然增加,引起K、MR发生陡增异常。该研究为探寻岩石灾变的红外异常前兆提供了新思路和新方法。(3)在多角度探寻岩石破裂失稳的红外异常前兆的基础上,选取ITVF的极差(R)和峰度(K)两个指标,选定RBF为核函数,采用粗细双重网格搜索交叉检验的方法确定最优参数组合(C,σ),融合多源监测数据构建了基于SVM理论的岩石失稳红外预警模型。结果表明:对ITVF特征参数序列而言,均值化变换方法适用于原始数据的预处理;根据红外监测数据建立的训练样本集属于不均衡训练集,基于分区随机取点的欠抽样方法,可实现不均衡训练集的均衡化,优化分类器性能;通过检验,所建预警模型具有较强的学习能力和外推能力,非常适合岩石破裂灾变的红外异常信号识别预警。该研究对提高地压预警精准度,保障矿山生产安全具有重要的理论指导意义。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD315

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;《复合材料的红外热成像分析方法研究》科技项目通过验收[J];红外;2013年04期

2 ;《复合材料的红外热成像分析方法研究》项目顺利通过验收[J];航空维修与工程;2013年03期

3 郑展棒;;高德红外:打造一体化热成像解决方案[J];中国公共安全;2014年10期

4 张东胜,安里千;基于红外热成像和光弹性测试的应力分布与变化的定量分析[J];焦作工学院学报(自然科学版);2001年03期

5 张慧慧;;红外热成像法检测岩石渗水病害的实验研究[J];齐齐哈尔大学学报(自然科学版);2014年01期

6 江涛;杨小林;阚继广;;超声红外热成像无损评估技术[J];无损检测;2009年11期

7 朱涛，韩高荣，丁子上;红外热探测器陶瓷的进展[J];材料科学与工程;1995年03期

8 郭广平;周在杞;;激光、微波和红外热成像检测技术在中国——庆祝中国机械工程学会无损检测分会成立三十周年[J];无损检测;2008年10期

9 曾令可,吴卫生;红外热成像无损检测陶瓷制品机理的研究[J];景德镇陶瓷学院学报;1995年01期

10 曾令可，张功元，吴卫生，，颜约俊;墙面砖红外热成像无损检测及计算机模拟[J];硅酸盐学报;1995年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘程艳;秦飞;班兆伟;;基于红外热成像法的电子封装缺陷检测方法研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

2 徐丽华;;红外热成像检查指导热敏灸治疗面瘫观察[A];2011中国针灸学会年会论文集（摘要）[C];2011年

3 孟铁军;;红外热成像无损检测技术原位检查空客飞机升降舵蜂窝积水[A];陕西省第十一届无损检测年会论文集[C];2008年

4 赵军;潘功配;陈昕;;UIRFPA热像仪在泡沫红外性能测试中的应用[A];2007年红外探测器及其在系统中的应用学术交流会论文集[C];2007年

5 吕少文;李红;贾桂林;王英慧;何文彤;;临床诊断SARS病例红外热成像的定位定量研究[A];第六届全国生物医学体视学学术会议暨第九届全军军事病理学学术会议、第五届全军定量病理学学术会议论文汇编[C];2005年

6 郭杏林;赵延广;张传豹;;Q235疲劳试验过程中的实时锁相红外热成像无损检测技术[A];全国MTS岩土混凝土试验研讨会论文集[C];2009年

7 杨芳;;利用红外技术发现的几个变电设备缺陷分析[A];2008年云南电力技术论坛论文集[C];2008年

8 李慧娟;;航空CFRP中分层缺陷的脉冲红外检测精度研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

9 王跃钢;肖陶;;神经网络在电路板红外诊断中的应用[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年

10 王立学;刘双林;;5013开关远红外热成像异常分析[A];全国火电大机组（600MW级）竞赛第十届年会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 广州飒特电力红外技术有限公司监控事业部总经理 李跃年;红外热成像对抗“月黑风高”[N];中国贸易报;2011年

2 本报记者 王锦;高德红外奠定明年业绩基础[N];中国证券报;2011年

3 记者 金振文　通讯员 王大伟 黄维晨;天津公司首次应用红外热成像检测技术[N];国家电网报;2009年

4 武高宏;科技是社会管理的好助手[N];法制日报;2012年

5 ;ZD3110C可信红外热成像摄像机 在极端条件下进行全天候监控[N];人民公安报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 刘雨;红外序列图像处理关键算法研究[D];浙江大学;2016年

2 王华伟;基于红外热成像的温度场测量关键技术研究[D];中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）;2013年

3 汪涛;UMBIRFPA的计算机仿真及非均匀性校正研究[D];重庆大学;2001年

4 杨鹤猛;远红外实时成像样机系统关键技术研究[D];天津大学;2012年

5 侯伟;碳纤维基红外/毫米波复合诱饵材料技术研究[D];南京理工大学;2008年

6 张宇;基于DMD的红外双波段共光路投影物镜设计[D];长春理工大学;2014年

7 熊宗龙;人体热痕迹探测的理论与实验研究[D];华中科技大学;2011年

8 周顺;电阻阵列红外景物产生器微桥结构的材料及制作研究[D];西安电子科技大学;2011年

9 刘琳;中波红外大相对孔径非制冷热像仪光学系统的研究[D];苏州大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 喻勇;红外热成像管道检测方法研究[D];昆明理工大学;2015年

2 张琨;基于智能手机的红外热成像测温系统研究[D];太原理工大学;2016年

3 苗青;红外热成像在地雷探测中的应用研究[D];中北大学;2016年

4 张爱薇;红外热成像监控下金纳米笼分子探针对光热治疗和放疗增敏协同作用的研究[D];山东大学;2016年

5 姬文晨;红外镜头的光机热集成分析方法的研究[D];昆明理工大学;2016年

6 曹鹏媛;慢性HBV感染患者期门穴红外温度与肝内门静脉血流灌注相关性研究[D];辽宁中医药大学;2016年

7 刘玉林;基于WiFi的红外机芯控制系统软件的设计[D];电子科技大学;2016年

8 何成;一体化红外热成像检测方法与系统[D];南京航空航天大学;2015年

9 章翔;电子板卡红外热成像故障识别[D];中国民航大学;2013年

10 高祥;饱水粉砂岩破裂失稳的红外温度突变前兆及SVM预警模型[D];江西理工大学;2016年

本文编号：1235618