在水電能源開發(fā)、深部礦產(chǎn)資源開采、交通隧道建設以及核廢料地下處置等大型深部地下工程中,巖爆、冒頂以及坍塌等巖石失穩(wěn)破壞頻繁發(fā)生,往往會阻礙工程施工的順利進行,甚至會造成嚴重的人員傷亡。而這些巖石失穩(wěn)破壞是由巖體內(nèi)部張拉與剪切破裂逐步發(fā)育所導致。聲發(fā)射作為巖石破裂的伴生現(xiàn)象,可通過其參數(shù)特征和波形特征描述巖石內(nèi)部拉剪破裂的演化過程。因此,開展基于聲發(fā)射的巖石拉剪破裂識別方法研究,可為各種巖石破壞機制的揭示提供有效的手段,具有十分重要的理論意義和工程實用價值。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）開展花崗巖三點彎曲和直剪聲發(fā)射試驗,獲得張拉型與剪切型聲發(fā)射信號,并分析聲發(fā)射信號的參數(shù)特征。同時,利用變分模態(tài)分解方法將聲發(fā)射信號分解為四個模態(tài)信號,計算并對比張拉型和剪切型聲發(fā)射信號的每個模態(tài)信號的樣本熵,選取SampEn-4（第四個模態(tài)信號的樣本熵）作為一種新的聲發(fā)射波形特征。（2）通過分析三點彎曲與直剪試驗聲發(fā)射信號幅度與SampEn-4散點分布圖,發(fā)現(xiàn)大部分張拉型聲發(fā)射信號具有低幅度、低SampEn-4的特點;而剪切型聲發(fā)射信號主要有兩種:一種具有高幅度、低SampEn-4的特點;另一種具有低幅... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 聲發(fā)射信號分析與機器學習方法
        1.2.2 巖石破壞的聲發(fā)射研究
    1.3 目前研究存在的不足
    1.4 研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 技術(shù)路線
第二章 巖石三點彎曲和直剪聲發(fā)射試驗
    2.1 引言
    2.2 真三軸多功能壓力機
    2.3 聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)
    2.4 巖樣制備
    2.5 試驗方案
    2.6 試驗結(jié)果
        2.6.1 破壞形態(tài)
        2.6.2 聲發(fā)射信號的幅度變化特征
        2.6.3 聲發(fā)射參數(shù)特征的分布特點
    2.7 小結(jié)
第三章 巖石張拉型與剪切型聲發(fā)射信號的波形特征分析
    3.1 引言
    3.2 非平穩(wěn)信號的分析理論
        3.2.1 信號的變分模態(tài)分解
        3.2.2 信號的樣本熵
    3.3 巖石張拉型與剪切型聲發(fā)射信號的波形分析和特征提取
        3.3.1 聲發(fā)射信號波形前處理
        3.3.2 巖石典型聲發(fā)射信號的變分模態(tài)分解與分析
        3.3.3 聲發(fā)射信號波形特征的分布特點
    3.4 小結(jié)
第四章 基于聲發(fā)射的花崗巖拉剪破裂識別方法
    4.1 引言
    4.2 高斯過程分類方法
    4.3 基于高斯過程巖石拉剪聲發(fā)射信號識別模型的建立
        4.3.1 建立識別模型的關(guān)鍵技術(shù)
        4.3.2 建立識別模型的具體步驟
    4.4 三點彎曲試驗和直剪試驗的拉剪破裂識別
    4.5 小結(jié)
第五章 花崗巖劈裂破壞與巖爆破壞的拉剪破裂演化過程
    5.1 引言
    5.2 花崗巖巴西圓盤試驗的拉剪破裂演化過程
        5.2.1 試驗方案
        5.2.2 試驗結(jié)果
        5.2.3 巖樣的拉剪破裂演化過程
    5.3 花崗巖應變型巖爆試驗的拉剪破裂演化過程
        5.3.1 試驗方案
        5.3.2 試驗結(jié)果
        5.3.3 巖樣的拉剪破裂演化過程
        5.3.4 對應變型巖爆孕育機制的探討
    5.4 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
致謝
論文發(fā)表及參加科研項目情況


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3651957