聲發(fā)射作為一種被動的無損監(jiān)測手段,在地下工程中得到了較為廣泛的應用,但也同樣存在一定局限。針對這一情況,本文主要從聲發(fā)射參數(shù)表征與破裂源定位兩個方向,研究了地下工程巖體破裂聲發(fā)射監(jiān)測方法。在巖石破裂聲發(fā)射參數(shù)表征研究中,本文通過對巴西劈裂試驗過程中的聲發(fā)射監(jiān)測,驗證了即使是宏觀為張拉破壞的巖石破裂,在臨近破壞階段剪切破裂比例仍會增長的規(guī)律,并據(jù)此提出了基于聲發(fā)射RA(上升時間RT與振幅A的比值)與AF(平均頻率)的巖石破裂監(jiān)測指標CV(r),并給出了相應的建議預警閾值CV(r)=1。通過巴西劈裂試驗及華鎣山隧道掘進爆破過程中的現(xiàn)場監(jiān)測,驗證了該指標的可行性與優(yōu)勢,結(jié)果表明,這一指標在信號衰減的作用下反而能夠得到偏安全的分析結(jié)果,抵抗衰減的能力較強,適用于作為地下工程聲發(fā)射現(xiàn)場監(jiān)測指標。通過隧道圍巖聲發(fā)射現(xiàn)場監(jiān)測試驗,對比了不同破裂源距離、不同參數(shù)選取、不同統(tǒng)計方法、不同安裝方式等因素對參數(shù)分析結(jié)果的影響。其中,在華鎣山隧道中采用了原巖表面安裝、初襯表面安裝、錨桿端部安裝等三種安裝方式,在五老峰隧道中采用了原巖表面安裝與鉆孔內(nèi)部安裝等兩種安裝方式。根據(jù)分析結(jié)果可知,原巖表面安裝與初襯表面... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 問題的提出
    1.2 研究意義
2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    2.1 地下工程巖體破裂失穩(wěn)災害監(jiān)測方法
        2.1.1 基于應力與位移指標的圍巖穩(wěn)定性監(jiān)測
        2.1.2 基于巖體損傷指標的巖體破壞程度監(jiān)測
        2.1.3 基于微震與聲發(fā)射技術(shù)的巖體破裂信息監(jiān)測
    2.2 微震與聲發(fā)射監(jiān)測對比
    2.3 地下工程聲發(fā)射現(xiàn)場監(jiān)測的主要研究方向
        2.3.1 參數(shù)分析
        2.3.2 波形分析
        2.3.3 破裂源定位
        2.3.4 破裂源機制分析
    2.4 存在的主要問題
    2.5 論文研究內(nèi)容與技術(shù)路線
3 考慮衰減影響的巖石破裂聲發(fā)射參數(shù)表征研究
    3.1 聲發(fā)射參數(shù)衰減規(guī)律
        3.1.1 基本參數(shù)
        3.1.2 統(tǒng)計參數(shù)
        3.1.3 破裂機制分析參數(shù)
    3.2 巖石破裂過程中RA與AF值變化規(guī)律
    3.3 基于RA與AF值的花崗巖劈裂破壞參數(shù)表征
        3.3.1 試驗方案
        3.3.2 聲發(fā)射事件率監(jiān)測及破裂源定位結(jié)果
        3.3.3 花崗巖巴西劈裂過程中RA與AF值分布規(guī)律
        3.3.4 花崗巖巴西劈裂過程中剪切破裂占比
        3.3.5 衰減距離對不同參數(shù)指標的影響
        3.3.6 CV（r）與b值分析結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
4 隧道工程巖體破裂聲發(fā)射監(jiān)測方法及參數(shù)表征研究
    4.1 工程背景與監(jiān)測方案
        4.1.1 渝廣高速華鎣山隧道
        4.1.2 建（個）元高速五老峰隧道
        4.1.3 監(jiān)測指標選取
        4.1.4 傳感器安裝方式
    4.2 信號傳播距離對聲發(fā)射參數(shù)分析結(jié)果的影響
        4.2.1 不同距離下RA與AF值分布
        4.2.2 不同距離下聲發(fā)射參數(shù)隨時間發(fā)展規(guī)律
    4.3 統(tǒng)計方法對CV（r）分析結(jié)果的影響
        4.3.1 變異系數(shù)統(tǒng)計方法
        4.3.2 參數(shù)指標選取對統(tǒng)計結(jié)果的影響
    4.4 傳感器安裝方式對聲發(fā)射監(jiān)測結(jié)果的影響
        4.4.1 華鎣山隧道不同傳感器安裝方式下聲發(fā)射監(jiān)測結(jié)果對比
        4.4.2 五老峰隧道鉆孔內(nèi)外聲發(fā)射監(jiān)測結(jié)果對比
        4.4.3 不同傳感器安裝方式下聲發(fā)射監(jiān)測結(jié)果綜合對比
    4.5 本章小結(jié)
5 時差場搜索定位方法研究
    5.1 時差場搜索定位算法基本原理
        5.1.1 理論基礎
        5.1.2 定位過程
        5.1.3 理論誤差分析
    5.2 真三軸水壓致裂破裂定位
        5.2.1 試驗設備及試樣制備
        5.2.2 試驗過程
        5.2.3 試驗結(jié)果與分析
    5.3 聲發(fā)射參數(shù)密度分析
        5.3.1 參數(shù)密度計算方法
        5.3.2 絕對能量密度與r值密度對比分析
    5.4 本章小結(jié)
6 地下工程巖體破裂等效定位方法
    6.1 等效定位方法基本原理
        6.1.1 等效二維定位基本理論
        6.1.2 等效一維定位基本理論
        6.1.3 結(jié)構(gòu)面控制型失穩(wěn)等效定位方法輔助措施
        6.1.4 應變控制型失穩(wěn)等效定位方法輔助措施
    6.2 五老峰隧道掌子面輕微巖爆等效定位
        6.2.1 傳感器安裝方式與位置
        6.2.2 聲發(fā)射振鈴計數(shù)率分布
        6.2.3 掌子面聲發(fā)射事件等效定位
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
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本文編號：2947020