【摘要】：聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)作為一種新型動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法,在各個(gè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。最近幾年來(lái),第一:由于被檢測(cè)對(duì)象的范圍逐漸增大,在信號(hào)的分類檢測(cè)、信號(hào)的高噪聲濾波方面以及信號(hào)模式識(shí)別等方面,對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)提出了更高的要求,僅僅利用分析聲發(fā)射波形參數(shù)法無(wú)法滿足上述要求。第二:實(shí)時(shí)波形信號(hào)采集、儲(chǔ)存以及分析技術(shù)在多通道數(shù)字聲發(fā)射檢測(cè)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,利用波形信號(hào)分析聲發(fā)射系統(tǒng)采集的信號(hào)已經(jīng)成為一個(gè)新的技術(shù)手段和研究方向。因此,本文以巖石破裂所采集的聲發(fā)射信號(hào)為背景,利用小波變換和矩張量分解手段對(duì)其進(jìn)行處理與分析。課題的具體研究工作與研究成果包括如下幾個(gè)方面:1、本文通過(guò)室內(nèi)巖石壓裂實(shí)驗(yàn),利用加載設(shè)備以及信號(hào)采集與分析一體化軟件,得到巖石破裂時(shí)的聲發(fā)射信號(hào)。以此實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),為信號(hào)的處理與分析提供數(shù)據(jù)。2、對(duì)得到的巖石破裂聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行小波分析,利用小波閾值去噪方法對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行去噪處理。通過(guò)比較降噪后信號(hào)的信噪比以及均方差,選取適合處理巖石類信號(hào)的小波基以及閾值和閾值函數(shù),為接下來(lái)的小波包分解提供基礎(chǔ)。3、巖石破裂過(guò)程可以通過(guò)聲發(fā)射信號(hào)的特征表示出來(lái),利用小波包分析技術(shù)對(duì)巖石聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行研究與處理,可以得到巖石破裂時(shí)的特征規(guī)律。將聲發(fā)射信號(hào)用Sym小波基進(jìn)行4層分解,得到不同頻帶內(nèi)聲發(fā)射信號(hào)能量值。通過(guò)分析其能量分布情況可知:巖石在外載作用下的聲發(fā)射信號(hào)的能量特征在頻域內(nèi)分布較廣泛,且聲發(fā)射信號(hào)能量分布的主頻率大多數(shù)分布在750k HZ以下。由此可知,小波包分解手段可以有效的對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行頻帶上的分解。4、研究了聲發(fā)射信號(hào)在巖體內(nèi)傳播的方式,利用矩張量分解理論,給出了基于矩張量結(jié)果判別巖體破裂類型的有效方法。與此同時(shí),結(jié)合聲發(fā)射信號(hào)采集的參數(shù),通過(guò)三維時(shí)差定位算法對(duì)巖石破裂時(shí)的聲發(fā)射源進(jìn)行定位。5、應(yīng)用矩張量分解算法,通過(guò)M.Ohstu判別法可知:當(dāng)巖石破裂時(shí),其破裂類型包含剪切、張拉,以及其混合類型。通過(guò)建立數(shù)模函數(shù),得到巖石破裂時(shí),破裂類型事件個(gè)數(shù)的三維分布圖;利用矩張量計(jì)算函數(shù),確定巖體破裂時(shí)破裂點(diǎn)的類型。
【圖文】：

(a)花崗巖聲發(fā)射事件 (b)砂巖聲發(fā)射事件圖 1-1 不同巖性相同加載條件下聲發(fā)射事件射技術(shù)研究現(xiàn)狀檢測(cè)設(shè)備，將聲發(fā)射信號(hào)通過(guò)傳感器進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)后破裂時(shí)產(chǎn)生的形態(tài)、機(jī)制進(jìn)行研究，，進(jìn)而得到結(jié)論。將種技術(shù)稱之為巖石聲發(fā)射技術(shù)[15]。0 世紀(jì) 50 年代發(fā)現(xiàn)，“材料在加載到歷史最大受力點(diǎn)后aiser 效應(yīng)”[16]。1963 年，Goodman 通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)巖石也

圖 2-1 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖可知，信號(hào)由聲發(fā)射源發(fā)出，通過(guò)在介質(zhì)中波的傳播，到達(dá)傳感將其中的聲能轉(zhuǎn)化成電能，即輸出為電信號(hào)，再利用放大器將傳大，最后，通過(guò)信號(hào)采集處理系統(tǒng)、記錄與顯示系統(tǒng)所得到的數(shù)說(shuō)明。破裂的聲發(fā)射參數(shù)關(guān)系用下巖石的破壞是巖石在作用力下所產(chǎn)生的變形甚至破裂，日積壞，使其內(nèi)部微破裂甚至產(chǎn)生斷裂，而內(nèi)部斷裂的同時(shí)必然會(huì)釋會(huì)以彈性波的形式在空氣中傳播，同時(shí)釋放出能量。每一個(gè)聲發(fā)值、裂縫位置等信息，這樣巖石破裂的過(guò)程就可以通過(guò)信號(hào)的特通過(guò)對(duì)其特征的研究來(lái)描述巖石在破壞過(guò)程中的變化過(guò)程。域的基礎(chǔ)理論中，巖石的脆塑性特征影響控制著巖石在外載作用。巖石粘土礦物含量的增加，巖石的脆性特征減弱，塑性特征增明，在巖石類型相同的情況下，不同區(qū)域內(nèi)的變化，不止在其時(shí)型、連續(xù)型和混合型（兩類信號(hào)組成的混合信號(hào)）三種類型，如
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐世達(dá);李元輝;劉建坡;黃文柏;;基于矩張量分析的花崗巖破裂聲發(fā)射特征試驗(yàn)[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年03期

2 高保彬;李回貴;王曉蕾;于水軍;李林;;基于小波包變換的不同強(qiáng)度煤樣的聲發(fā)射特性[J];煤田地質(zhì)與勘探;2013年06期

3 韓博;馬芹永;;煤礦巖巷爆破振動(dòng)信號(hào)能量分布特征的小波包分析[J];中國(guó)礦業(yè);2013年06期

4 劉建坡;徐世達(dá);李元輝;東龍賓;魏炯;;預(yù)制孔巖石破壞過(guò)程中的聲發(fā)射時(shí)空演化特征研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年12期

5 徐帥;劉建坡;徐世達(dá);魏炯;黃文柏;東龍賓;;基于聲發(fā)射定位技術(shù)的礦柱破壞規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年11期

6 張弛;袁洪芳;;基于小波包能量分解方法的裂紋故障特征分析[J];微計(jì)算機(jī)信息;2010年34期

7 裴建良;劉建鋒;張茹;尹賢剛;;單軸壓縮條件下花崗巖聲發(fā)射事件空間分布的分維特征研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2010年06期

8 凌同華;廖艷程;張勝;;沖擊荷載下巖石聲發(fā)射信號(hào)能量特征的小波包分析[J];振動(dòng)與沖擊;2010年10期

9 唐守鋒;童敏明;秦海鵬;胡俊立;賀新民;;突水過(guò)程煤巖破裂聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2010年03期

10 康玉梅;朱萬(wàn)成;白泉;謝林茂;唐春安;;基于小波變換時(shí)頻能量分析技術(shù)的巖石聲發(fā)射信號(hào)時(shí)延估計(jì)[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 劉建坡;深井礦山地壓活動(dòng)與微震時(shí)空演化關(guān)系研究[D];東北大學(xué);2011年

2 唐禮忠;深井礦山地震活動(dòng)與巖爆監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)研究[D];中南大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 趙世宇;基于小波包分析的含水巖石破裂前兆研究[D];東北大學(xué);2014年

2 黃文柏;基于矩張量理論的巖石破裂聲發(fā)射震源機(jī)制分析[D];東北大學(xué);2013年

3 李江;巖體近中區(qū)爆破地震波的小波包特征分析及預(yù)測(cè)[D];江西理工大學(xué);2012年

4 楊杰;聲發(fā)射信號(hào)處理與分析技術(shù)的研究[D];吉林大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2687627