微震監(jiān)測技術(shù)指的是當(dāng)巖體發(fā)生破裂時,利用其產(chǎn)生的微震信號來研究巖體破裂的情況,評價巖體工程安全穩(wěn)定性的一種實(shí)時監(jiān)測技術(shù)。該技術(shù)在各類巖土工程中得到了廣泛應(yīng)用。其中對微震震源的定位是整個微震監(jiān)測技術(shù)的核心與基礎(chǔ)。本文針對微震信號的處理以及微震震源定位進(jìn)行了研究,通過COMSOL Multiphysics軟件建立了微震發(fā)生環(huán)境的三維模型,并進(jìn)行了仿真,分析了激勵條件和傳感器布設(shè)對定位的影響,將k近鄰高維搜索算法用于微震事件定位中。具體研究如下:(1)對微震的發(fā)生原理,特點(diǎn),基本參數(shù)進(jìn)行了描述。根據(jù)微震信號的特點(diǎn)討論了對微震信號的處理,通過長短時平均值比法STA/LTA進(jìn)行到時拾取,基于變分模態(tài)分解和獨(dú)立成分分析進(jìn)行降噪濾波以及在研究高維的微震數(shù)據(jù)時t通過主元分析法對數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取以及降維的方法。(2)通過有限元軟件COMSOL Multiphysics建立了微震環(huán)境的三維模型,施加激勵信號模擬微震的發(fā)生,用探針檢測加速度信號來模擬波形信號接收,分析了激勵變化和傳感器布局對微震定位的影響。結(jié)果表明,傳感器接收到的波形與激勵大小成正比關(guān)系,激勵幅值增大會引起波形的幅值增大,但不會影響波形的形...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 微震震源定位方法研究現(xiàn)狀
        1.2.1 震源定位方法國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)
        1.2.2 高維搜索算法國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第二章 微震理論基礎(chǔ)
    2.1 微震技術(shù)相關(guān)原理
    2.2 微震數(shù)據(jù)的處理
        2.2.1 到時拾取
        2.2.2 信號去噪
        2.2.3 特征提取與降維
    2.3 經(jīng)典微震定位方法
        2.3.1 基于牛頓迭代法的微震震源定位方法
        2.3.2 基于單純形法的微震震源定位方法
    2.4 高維搜索技術(shù)
        2.4.1 k維樹法
        2.4.2 基于高維搜索算法的微震定位方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 微震事件模擬仿真
    3.1 COMSOL MULTIPHYSICS有限元仿真軟件簡介
    3.2 微震事件的有限元仿真模型的建立
        3.2.1 幾何構(gòu)建與物理場的選擇
        3.2.2 邊界條件的選取
        3.2.3 微震信號模擬
        3.2.4 網(wǎng)格的劃分
        3.2.5 求解器的設(shè)置
    3.3 模擬數(shù)據(jù)的微震震源定位結(jié)果
        3.3.1 基于牛頓迭代法的定位結(jié)果
        3.3.2 基于高維搜索算法的定位結(jié)果
    3.4 微震事件的模擬數(shù)據(jù)分析
        3.4.1 激勵變化對微震波形的影響
        3.4.2 傳感器布局對微震定位的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 模擬微震實(shí)驗(yàn)平臺
    4.1 實(shí)驗(yàn)平臺的搭建
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.1.2 傳感器
        4.1.3 信號采集系統(tǒng)
    4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)波形降噪
        4.2.2 波形的到時提取
    4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的微震震源定位結(jié)果
        4.3.1 波速實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 基于牛頓迭代法的定位結(jié)果
        4.3.3 基于高維搜索算法的定位結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于高維搜索算法的煤礦震源微震定位
    5.1 煤礦微震數(shù)據(jù)介紹
    5.2 微震震源定位結(jié)果
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3876299