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基于小波变换的含水岩石损伤演化声发射特征研究

王宪  
【摘要】:材料内部的损伤演化情况可以通过声发射的活动性来反映。目前,材料损伤破坏研究领域的重要方法是利用声发射技术对岩石材料破坏过程进行实时监测,研究其在加载条件下的内部损伤破坏。因此,对声发射数据进行正确、全面的解读,并由此对岩石的损伤破坏进行判断与评价,是声发射技术应用于岩石材料损伤破坏监测的重要问题。目前,国内外的大量学者已经对声发射方法应用于岩石损伤监测进行了广泛的研究,大量的研究成果促进了这一技术的发展和应用。实际工程中的岩体均含有水分,地下水影响着岩体流变特性及工程稳定性。水的存在,使声发射信号变得更加复杂。本文在含水岩石声发射试验的基础上,基于小波分析原理对不同含水量岩石损伤破坏的声发射特征进行研究。选取砂岩、闪长岩制成从干燥到饱和之间不同含水量的岩样。对不同含水量的岩石做单轴压缩声发射试验,获取整个实验过程中的声发射数据;利用小波分析,进行软阀值和硬阀值去噪,通过计算和比较,发现软阀值去噪结果的信噪比和均方根误差指标均优于硬阀值去噪;其次,将小波分解后各频带上的能量作为特征参数,研究岩石损伤破坏阶段的声发射信号能量分布规律,为岩石的损伤表征提供了理论基础。本课题的研究对预测与预报岩体受损变形过程的发展趋势和规律有一定的现实意义,对于采用微地震监测技术预测矿山灾害与事故具有一定的指导意义。


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