三轴应力下盐岩声发射特征研究

利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统和PCI-2声发射(AE)3维定位实时监测系统,开展不同围压下盐岩的三轴压缩声发射定位试验,探讨盐岩轴向加载过程中声发射特征的围压效应。结果表明:盐岩AE定位点多少与振铃计数率大小、能率高低具有良好的一致性。声发射高计数、高能率、定位点集聚段等随围压增加而滞后。低围压下,盐岩发生剪切破坏,高计数、高能率、AE定位点集聚段主要出现在屈服阶段和峰值应力前阶段;高围压下,盐岩呈塑性大变形特征,高计数、高能率、AE定位点集聚段主要在峰值及峰后阶段出现。围压增加,累计计数和定位点的总量呈减少趋势;最大能率和累计能量随围压增加而减小,围压为5 MPa时分别约为30 MPa时的43倍和22倍。     

泡沫混凝土单轴压缩下声发射特征试验研究

为了探究泡沫混凝土的单轴压缩下的内部损伤演变规律,对2种不同密度的泡沫混凝土试样进行了单轴受压试验,并利用声发射技术对试验全过程进行了动态监测,获得了表征泡沫混凝土损伤演化过程的典型声发射事件累计数-时间曲线、声发射事件率-时间曲线、能率-时间曲线以及事件定位演化图.结果显示:不同密度泡沫混凝土均经历压密阶段、弹性阶段、塑性阶段以及峰后破坏阶段.塑性阶段之前声发射事件累计、事件率和能率值都相对很低,而在峰后破坏阶段事件累计、事件率以及能率都急剧增加,且声发射事件率和能率峰值相比应力峰值在时间上具有滞后性.峰值过后2种泡沫混凝土都具有一定的残余强度,继续加载时不断产生新的裂纹,表现为较多的小能率事件发生.破坏模式分析表明裂纹主要是从泡沫混凝土两端产生、发展并最终贯通整个试样,属于典型的脆性斜剪破坏.     

含瓦斯型煤破坏临界慢化前兆特征研究

针对煤岩破坏前兆信号的有效性,开展了等效围压下的含瓦斯型煤加载试验,采集了加载破坏过程中的声发射信号,基于临界慢化原理计算了声发射计数-时间序列的方差和自相关系数,分析了煤样破坏的前兆信号.结果表明:等效围压下,含瓦斯煤在压缩破裂过程中,声发射累计计数随时间的响应经历了初始活跃期、稳定增长期、加速增长期和峰后衰减期;不同围压-孔隙压力下煤样压缩破裂声发射特征均存在临界慢化现象,声发射计数序列的方差和自相关系数在煤样破坏前均出现了增大并持续增加的趋势,可以作为煤样破坏的前兆信号.相比声发射累计计数所表征的前兆信号,缩短了前兆信号与破坏点之间的时间差,前兆信号对应的载荷也更接近试样所能承受的最大载荷,更加表明试样确实进入危险破裂阶段.     

煤卸荷过程中声发射特征及综合破坏前兆分析

为探究煤破坏全过程的声发射(acoustic emission,简称AE)特征及破坏前兆信息,利用MTS815岩石力学试验系统和PCI-2型声发射监测系统,对不同初始围压下煤样的卸荷破坏进行声发射试验,得到煤在卸荷过程中AE特征的围压效应及基于声发射的多参数综合破坏前兆信息。结果表明:煤的承载能力随着初始围压的上升明显提高。煤在变形破坏过程中的AE时序参数、空间分布演化特征和振幅分布均与其所处力学状态契合良好,部分AE参数在煤样变形破坏过程中产生明显突变:AE空间分布演化2次突变点对应的应力水平分别为55%和80%;能量率突变点对应的应力水平为87%;振铃计数率的突变点大致对应其峰值应力;振幅和b值的峰值分别对应峰后89%和78%左右的应力水平。根据突变点对应变形破坏阶段的不同,将其综合分为4组,作为煤卸荷破坏的前兆信息,为采用AE监测技术预防开挖过程中的动力灾害事故提供参考。     

含杂质盐岩加载过程渗透特性及细观特征研究

利用THMC岩石试验系统与工业CT,对不同杂质含量盐岩进行加载全过程气体渗透测试及加载前与破坏后的细观扫描,探讨了围压与杂质含量对含杂质盐岩加载过程渗透特性的影响。研究表明:杂质盐岩在5 MPa围压时的渗透率整体呈增大—平缓变化特征,但高杂质下的平缓期明显滞后杂质含量低的盐岩;在10 MPa围压时的渗透率具有下降过渡点,整体表现为增大—降低—上升至平缓的变化特征;围压对加载破坏过程中的渗透性具有显著影响,含杂质盐岩在10 MPa围压下破坏过程的渗透性,均比5 MPa围压状态下低约2～3个数量级。杂质含量低于45%时,杂质含量越高,破坏过程中渗透率越低;杂质含量超过45%时,破坏过程中的渗透率较高,量值与纯盐岩相当。杂质盐岩加载前的孔隙率约为1%,渗透破坏后增大了约10倍,加载破坏后高杂质盐岩与纯盐岩的孔隙率接近,杂质含量低的盐岩的孔隙率相对较低。研究获得了不同围压和杂质含量影响下渗透性差异的裂纹分布细观特征。低围压下的杂质含量低的盐岩呈单剪切面破坏特征,纯盐岩和高杂质盐岩呈共轭双剪切面破坏特征。导致破坏过程的渗透性较高;高围压下呈横向大变形特征,其破坏特征为裂纹方向与σ1方向一致的密集型微裂纹,破坏后的渗透性较低。     

单轴加卸载条件下岩盐变形过程能量和声发射特征研究 （研究生论坛）

利用 MTS815 Flex Test GT 岩石力学试验系统及声发射(AE)实时监测系统,对取自平顶山和淮安两处矿井的纯盐岩进行了单抽加卸载试验,得到了岩盐的应力-应变加卸载曲线、声发射振铃计数率和能量率曲线,并且从能量与声发射的角度研究了纯岩盐变形破坏过程的基本特征。通过研究表明,岩盐单轴加卸载条件下,弹性变形阶段很短,屈服过程产生很大的塑形变形,且峰后的变形过程没有应力的急剧下降,整个实验过程中加卸、载之间滞回环面积很微小。在整个实验过程中,弹性应变能占的比例非常的小;盐岩单轴加卸载变形破坏过程中,其耗散能随应变一直增加,且增长率递增,而当应力接近峰值时,增长率趋于恒定,耗散能曲线开始呈线性增长;弹性应变能在峰前一直增加,且增长率递减,在峰值处达到最大值,峰后开始下降。岩盐在试验初始阶段振铃计数率与能量率便大量产生,而后在屈服阶段呈现下降进入稳定发展期,直到峰值处,出现一个累计振铃计数和累计能量曲线的拐点,峰后以一个更高的速率稳定地且呈现阶梯状发展。本文对于盐岩储气库的水溶开挖和采气过程中逐渐卸载的应力环境施工过程有一定的实际指导意义。     

煤卸荷过程中声发射特征及综合破坏前兆分析（研究生论坛稿件）

为探究煤破坏全过程的声发射（Acoustic Emission,简称AE）特征及破坏前兆信息,利用MTS815岩石力学试验系统和PCI-2型声发射监测系统,对不同初始围压下煤样的卸荷破坏进行声发射试验,得到了煤在卸荷过程中AE特征的围压效应及基于声发射的多参数综合破坏前兆信息。结果表明：煤的承载能力随着初始围压的上升明显提高;煤在变形破坏过程中的AE时序参数、空间分布演化特征和振幅分布均与其所处力学状态契合良好,部分AE参数在煤样变形破坏过程中产生明显突变：AE空间分布演化的两次突变点对应的应力水平分别为55%和80%,能量率的突变点对应的应力水平为87%,振铃计数率的突变点大致对应其峰值应力,振幅和b值的峰值分别对应峰后89%和78%左右的应力水平;根据突变点对应变形破坏阶段的不同,将其综合分为四组,作为煤卸荷破坏的前兆信息,为采用AE监测技术预防开挖过程中的动力灾害事故提供参考。     

单轴加卸载条件下岩盐变形过程能量和声发射特征研究

利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统及声发射(AE)实时监测系统,对取自平顶山和淮安两处矿井的纯盐岩进行单抽加卸载试验,得到岩盐的应力-应变加卸载曲线、声发射振铃计数率和能量率曲线,并从能量与声发射的角度研究纯岩盐变形破坏过程的基本特征。研究表明:岩盐单轴加卸载条件下,弹性变形阶段很短,屈服过程产生很大的塑形变形,且峰后的变形过程没有应力的急剧下降,整个试验过程中加卸、载之间滞回环面积很微小。在整个试验过程中,弹性应变能所占比例非常小;盐岩单轴加卸载变形破坏过程中,其耗散能随应变一直增加,且增长率递增,而当应力接近峰值时,增长率趋于恒定,耗散能曲线开始呈线性增长;弹性应变能在峰前一直增加,且增长率递减,在峰值处达到最大值,峰后开始下降。岩盐在试验初始阶段振铃计数率与能量率大量产生,后在屈服阶段呈现下降进入稳定发展期,直到峰值处,出现一个累计振铃计数和累计能量曲线的拐点,峰后以一个更高的速率稳定且呈现阶梯状发展。本文对于盐岩储气库的水溶开挖和采气过程中逐渐卸载的应力环境施工过程有一定的实际指导意义。     

大理岩破坏起裂应力及断裂能特征试验研究

根据大理岩常规三轴试验数据,探讨不同围压下大理岩破坏的起裂应力和起裂断裂能变化规律.大理岩起裂应力位于峰值应力的53％～76％之间,随围压升高向峰值强度逐渐逼近.起裂断裂能与围压、峰值强度呈正线性关系.起裂应力对应的声发射能量计数率出现突跳,起裂点之后声发射能量计数率和累计释放能量增加速度明显变快,理论计算求得的起裂点和声发射监测数据吻合较好.大理岩常规三轴破坏符合Mogi-Coulomb强度准则.     

TBM滚刀破岩过程的声发射特征

为了研究隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)滚刀破岩试验过程中的声发射特征,采用北京工业大学自主研制的大型机械破岩试验平台并结合声发射监测技术进行试验。试验中利用常截面盘形滚刀,对北山花岗岩进行不同贯入度下的线性切割破岩试验,并采集试验过程中的声发射信号。分析声发射能率与能量特征,对信号进行小波去噪处理后,利用Geiger算法给出岩石损伤的声发射定位。研究发现:声发射能率与滚刀法向力具有相近的变化趋势;声发射能量随贯入度增大而增加,可用于表征滚刀切削岩石所消耗的能量;声发射定位点大致描述损伤的分布范围,较好地反映出岩石在滚刀切割作用下损伤积累到形成岩片的过程。     

受载岩石与混凝土声发射特性对比实验研究

通过室内加载岩石和混凝土的实验方法,测试了两类不同性质的岩石以及混凝土的破裂全过程的力学特征及其声发射特性,得到了岩石和混凝土破坏全过程力学特性曲线、声发射事件累积数、声发射事件率等相关曲线及参数,研究了声发射事件数、事件率、应力水平与时间参数之间的关系.通过对比岩石和混凝土声发射特性,指出了岩石声发射特性与混凝土声发射特性的相似与不同之处,以及两类不同性质岩石本身声发射特性的区别.研究着重讨论了一次性加载过程中混凝土与塑性阶段明显的岩石在加载接近峰值强度时都出现明显的"耗时"现象,指出存在这种现象的试样在此阶段声发射事件率出现明显下降,出现声发射相对平静,而对于塑性阶段不明显岩石来说,这一阶段则基本不存在明显的"耗时"现象,声发射的监测中也没有相对平静现象.此外,还对时间参数在声发射监测研究中的重要性进行了总结和分析,指出常规室内岩石力学研究中可以忽略的时间参数在声发射研究中应该被足够地重视.     

冲击矿压危险性评价的地音法

岩石的声发射与岩石在载茶作用下的破坏程度有关,声发射的较在张持续时间长说明同岩体平衡状态的变化和危险性的变化－－危险性增加或降低。根据此原理可对冲击矿压危险性进行评价和预报,冲击矿压危险性评价及预报指标可选用８个与开采有关的参数,根据这些参数的偏差值,来预报冲击矿压的危险,进而提出了冲击矿压危险性评价及预报的地音法,实践证明,这种方法可靠、有效。     

基于ArcGIS Engine的馆藏壁画病害调查

首次将地理信息系统二次开发技术应用到馆藏壁画的病害调查中.在VS2005平台上运用ArcGIS Engine开发馆藏壁画病害调查与分析系统,首先对高精度数字正射影像进行空间参考和符号库设计,然后通过病害检测与提取得到病害的面积或长度,存入馆藏壁画病害空间数据库中.该病害空间数据库既可以对病害进行查询和统计,还能进行叠加分析和缓冲区分析.现以大召寺馆藏壁画为例,验证其可行性.     

重型车刀破损时声发射信号特征

通过切削试验，研究了重型车削过程中各种声发射源产生的ＡＥ信号的特征，着重讨论了重型车刀破损时产生的ＡＥ信号与刀具正常切削时刀具经过硬质点、夹渣、铲坑以及断续切削和切屑的断时产生的ＡＥ信号之间的差异，从而找到了由声发射信号来判定刀具破损的方法。     

声发射源信号强度的“逆源”问题研究

依据弹性波衰减理论,建立了利用实测信号幅度反推声发射源信号幅度的关系式和计算机数值算法,将反推过程编制了计算机程序,为评价声发射源的严重度提供了有效计算声发射源信号强度的方法．还给出两种板厚的反推算例,其反推声源信号幅值的误差不大于１ｄＢ,为声发射源严重度的定量评定提供依据     

基于Web Service及其组合实现丹江口库区淹没分析Web系统

研究在.Net Web Service体系结构基础上如何利用GIS二次开发工具方便快捷地开发地理信息原子服务,以及如何利用服务组合技术组合相关地理信息原子服务,从而达到构建WebGIS系统的目的.首先结合.NET和ArcEngine开发空间信息处理原子Web服务,再利用业务流程语言BPEL将一些相关的原子服务进行组合,开发出较复杂的组合服务,最终实现一个可在Web调用的库区洪水淹没分析系统.     

Relationship between FAC at plasma sheet boundary layers and AE index during storms from August to October, 2001

Unlike the previous single (dual) satellite observation, the four Clusterll satellites make it possible to directly compute the continuous field-aligned current (FAC) density according to the magnetic data from them and to enable the investigation of the relationship between the FAC and geomagnetic activity. This paper analyzes the observation data when the Cluster satellites crossed the plasma sheet boundary layer (PSBL) in the magnetotail during the two magnetic storms in August to October 2001. According to the data, during the magnetic storms the relationship between the variations of FAC and AE index turned out to be: 1) FAC was obviously increasing during the storms; 2) FAC density was approximately negatively correlated with AE index from the sudden commencement to the early main phase of the storm; 3) they were approximately positively correlated during the late main phase and early recovery phase; 4) they were no apparent correlation during the late recovery phase. Supported by the CAS International Partnership Program for Creative Research Teams and the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40621003, 40674091 and 40390150     

声发射采集系统的设计与研究

从声发射（AE）特征参数的概念出发，对数字式声发射（AE）采集系统构成及构成采集系统的采集板的设计进行了研究，在设计中使用了FPGA（Field Programmable Gate Array）技术。提出了新的设计思想和方法。     

钢轨胶结剪切强度的声发射监测

研究了胶结剪切强度的声发射特性，发现用声发射可以观察断裂的详细过程：从加载开始就出现声发射，说明较弱的连结点已开始断裂；极大的声发射振铃增长，表明胶结产生了破坏；断裂的声发射信号幅值大；从声发射图上所得的最大载荷低于从Ｘ－Ｙ函数记录仪所得的；声发射可以用于评价胶结质量     

Monitoring of Grinding Process with Acoustic Emission Signals

ＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆＧｒｉｎｄｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈＡｃｏｕｓｔｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎＳｉｇｎａｌｓ￥（穆玉海）（杨青）（姚英学）（袁哲俊）ＭＵＹｕｈａｉ；ＹＡＮＧＱｉｎｇ；ＹＡＯＹｉｎｇｘｕｅ；ＹＵＡＮＺｈｅｊｕｎ（Ｄｃｐｔ．ｏｆＭｅｃｈａ...