石灰岩声发射分析及源定位研究

在石灰岩样品表面布置多个传感器,通过接收声发射信号的时间延迟来实现损伤定位。首先,利用声发射仪器对石灰岩样品进行声发射断铅试验来获取声发射信号;然后,利用小波变换对获取的声发射信号进行去噪处理,接着用全相位频谱分析方法对去噪后的信号进行频谱分析;最后,通过最小二乘法来求取声发射源坐标,实现声发射源定位,并将定位结果与仪器自带的定位算法所得结果进行比较。通过定位结果的误差分析,得出了全相位频谱分析在声发射源定位这一领域的可行性。     

高分子材料声发射信号传播特性研究

以亚克力板为研究对象,通过断铅实验模拟声发射源,利用门限值和小波分析法对声发射信号进行去噪处理,分析声发射信号在高分子材料中振幅、能量等特征参数的衰减规律,得出不同角度声发射波的传播速度变化规律,进行线性定位实验来检验声波波速有效性,结果表明声发射信号波速具有较高精度。对高分子材料声发射信号传播特性的研究,为以后再高分子材料声发射故障源的准确定位奠定了基础。     

支持向量机在岩石破裂失稳声发射定位实验中的应用

声发射技术是研究岩石变形破坏微观机理的重要手段,对开采扰动下采空区煤岩破裂失稳的机制和前兆预测具有重要意义。基于声发射定位实验,利用支持向量机方法,对煤岩单轴抗压破裂与失稳过程中的声发射信号进行分析与预测,为采空区煤岩破裂定量化预测提供科学依据。     

矿山安全声发射实时监测系统的设计与实现

针对矿山开采过程中的塌方、滑坡等实际问题,设计了一种多通道声发射实时监测定位系统。系统下位机使用MSP430F5336作为核心处理单元,采集矿山塌方及滑坡的声发射信号,并对信号进行滤波、放大以保证传输效果。利用MDS_SD4无线数传电台在采集器与上位机之间进行无线数据传输,采用RS485串口服务器实现通信协议的转换,有效解决了矿山现场布线不便的局限性问题。系统上位机通过命令发送的方式实现对下位机设备的控制,采用B/S网络结构模型,基于SSH框架和Ajax技术设计,网络化使得监测更加灵活。系统使用阈值法获取时差并改进定位算法,在误差范围内更准确地定位到声发射源位置。经现场运行测试,该系统工作稳定,有效实现了对矿山安全的实时远程监测,为矿山的安全和效益提供了更好的保障。     

顶板冒落定位的声发射监测技术

针对矿山开采过程中存在的采场冒顶问题，采用声发射监测技术，通过对岩体声发射特征的分析与冒顶预报不准原因分析和改进，结合地质结构分析，利用简易的定位方法，采用多台仪器实行多点声发射监测，较好地解决了采场冒顶的准确定位预报问题。     

岩体声发射技术在监测定位方面的应用

岩体在破坏之前都会出现声发射现象，通过仪器监测声发射现象，就可以判定岩体的失稳状态及其位置。文中论述了监测和定位的原理，可对采场或空区的稳定性做出及时、准确的评价，对岩体的失稳状态做出预报。     

AE分解信号主频选择对岩石定位的影响

在声发射定位中,根据实际定位要求,信号分解后的主频选择好坏对岩石破裂点的定位会产生影响。针对这一问题,对AE分解信号主频进行了探索,通过在50mm×100mm×50mm花岗岩上的断铅实验,从全相位FFT分析中找到最佳的子带主频信号,从而得到波峰峰值,利用多次互相关技术实现准确定位,同时做不同层重构系数主频信号的仿真比较实验。结果表明:不同层重构系数主频的选择对声发射信号源定位有着直接影响,从而找到了因主频信号选择不当造成定位计算出现问题的原因。     

单轴压缩条件下砂岩的声发射特征研究

通过对砂岩进行单轴加载声发射试验,获取岩石破裂过程的应力-应变曲线和相关声发射参数,综合分析了累计事件数、事件率、能率、声发射率之间随时间的变化规律。试验表明在加载初期小裂隙密集发育,后期以大裂隙发育为主。事件率和累计事件数没有明显前兆信息,声发射率和能率有明显的异常前兆。声发射定位表明裂隙发育由端部向中部转变,且无"空白区"阶段。声发射前兆信号为该类工程岩体的稳定性评价提供重要的理论依据。     

基于神经网络的声发射定位技术及在岩石破裂实验中的应用

用声发射（AE）定位技术确定岩石内部微破裂的发生位置，研究岩石的破坏过程，对预测岩石最终的破坏位置具有重要的实用价值。建立了误差反向传播学习算法的BP神经网络模型，在传统的定位计算方法的基础上，对BP神经网络进行训练，对原有的声发射定位数据进行模式识别，实现了用BP神经网络方法对声发射源的定位。实践表明，用神经网络算法进行定位计算具有更高的精度和效果。     

利用环境监测系统 建立瓦斯突出声发射集中监测系统的方法

本文介绍了利用声发射（信号／指标）转换器使环境监测系统可以顺利接收声发射信号及消除转换器和监测系统之间的通讯误差，确保信号准确可靠的方法。     

岩体工程灾害微震监测系统的新进展

微震监测目前被认为岩体灾害,特别是对于岩爆预报最有效的监测方法之一。本文总结了微震监测系统存在的问题,介绍了十多年来我们在微震监测仪器,波形识别以及声源定位技术等方面研究所取得的进展。     

单轴压缩条件下岩石声发射特性的实验研究

采用SDAES型数字声发射仪和岩石参数动态测试系统,对云南大红山铜矿2组岩石进行了单轴压缩条件下的声发射实验,研究岩石在单轴加载过程中声发射活动随时间和应力、变形等内在规律,比较2组岩石声发射规律的异同,在此基础上分析了岩石的破坏机理。实验结果表明：2组岩石声发射活动规律大体相同。除加载初期外,岩石声发射活动与试样体积变形间有较好的关联性,岩样中裂纹形成和原有裂纹扩展是造成岩石声发射活动与试样体积变形的主要原因。岩石破坏过程中岩石的声发射率和能率不完全一致,声发射能率的变化规律较声发射率表现得更加敏感,更适合用来预测岩石的破坏。     

单轴压缩条件下岩石损伤过程的声发射实验研究

采用数字化声发射系统,开展了单轴压缩条件下不同岩石损伤过程声发射实验,研究了岩石在单轴压缩过程中声发射活动与时间、载荷的相关关系,微观损伤及其扩展的机理。实验结果表明,在岩石微裂隙压密、微观损伤产生、扩展和破坏4个不同阶段,声发射事件表现出不同的分布特征,岩石声发射活动特性与所受载荷有较好的相关关系。通过对声发射事件率、事件时空分布特征、声发射波形特征等参数的变化规律研究,能有效预测岩石的破坏,为现场岩体破坏提供可靠的预测预报依据。     

基于岩石损伤破坏和声发射理论的岩爆发生机理

岩石等脆性材料在加载过程中，随着载荷的增加，材料内部的微裂纹产生、扩展并伴随着声发射现象的发生。声发射是研究脆性材料损伤演化的良好工具，它能连续、实时地监测脆性物体内部微裂纹的产生与扩展，这是其他任何方法都不具有的优势。采用岩石声发射测试技术，对不同孔隙率的岩石的岩爆机理进行了系统的试验研究；利用统计规律和连续损伤力学理论建立了声发射与损伤变量之间线性关系式；用不同孔隙率的大理岩进行了双轴压缩试验。试验模拟了双向受力状态下的岩爆，研究了其破坏过程中的声发射特征，并从岩石损伤的角度分析了岩爆的发生机制。研究表明，采用岩石声发射测试技术追踪岩爆的产生和发展过程，是进行岩爆机理研究的一种科学、有效的方法。     

声发射率和能率在岩石失稳破坏预测中的应用

岩石声发射率和能率是反映岩石破坏的重要参数,但是,目前利用岩石声发射参数进行岩石失稳破坏预测的研究大多采用声发射率而较少利用声发射能率。为此,采用某矿石灰岩的单轴压缩试验声发射活动参数,首先对岩石破坏前声发射率和能率的突增现象进行了描述,并对声发射率和能率的关系进行了研究,发现声发射率和能率有较好的一致性。然后,运用突变理论对上述声发射率和能率建立了岩石失稳破坏的突变预测模型,通过这2种参数的突变判定法则对比分析,结果表明,声发射率和能率的突变模型都能较好地预测岩石失稳破坏。     

某矿深部灰岩蠕变声发射试验与特性研究

对某矿深部灰岩进行了蠕变声发射试验,研究灰岩在不同应力水平状态下的蠕变声发射特征。结果表明：声发射参量在恒载初期变化较活跃,灰岩的泊松比也有较大波动;进入长期恒载蠕变阶段后,声发射参量和灰岩的泊松比波动较小;当加载应力达到灰岩单轴抗压强度的90%左右时,灰岩的声发射特征参量出现突增现象。根据声发射参量的变化以及灰岩在不同蠕变阶段的应变特征,在一定程度上可对灰岩蠕变破坏进行有效预测。     

基于声发射测试的岩爆倾向性预测研究

为研究岩石岩爆倾向性与加载过程中声发射特征的关联,建立了不同岩爆倾向岩石加载过程中声发射累积数与应变的定量关系,并对3种不同岩爆倾向性岩石单轴加载下的声发射特征进行了实验室试验,验证了其正确性。当岩石岩爆倾向性较强时,随着应变量的增加,主破裂之前只有零星的声发射出现,并且能量非常小,主破裂之后的声发射几乎没有,而主破裂时的声发射数目和能量都非常显著。当岩石岩爆倾向性较弱时,加载不久就有少量声发射出现,在时间上呈现无规则型、没有声发射率显著变化的阶段出现。     

岩石受载破坏前兆特征——声发射平静研究

通过岩石加载室内试验方法,测试了不同岩石破裂全过程的力学特征及其声发射特性,得到了岩石破坏全过程力学特性--岩石的全应力应变曲线、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、事件率与应力水平、时间之间的关系。研究着重讨论了一次性加载过程中非脆性破坏的岩石在加载接近峰值强度时单位时间内的应力增长速度减小,也即这一阶段出现明显的耗时现象;并且在此阶段监测到的声发射事件率出现明显下降,出现声发射相对平静阶段。而对于脆性破坏岩石来说,这一阶段则基本不存在明显的“耗时”现象,声发射的监测也没有声发射相对平静期现象。结合室内试验,还对现场岩体失稳破坏声发射监测中的一些问题进行了总结和分析,为更好地应用声发射手段进行岩体稳定性现场监测预报提供了理论依据、方法和手段。     

声发射累计差量指标在采空区失稳预报中的应用

提出了评价地下工程稳定性的声发射事件率累计差量指标,该指标综合考虑一段时间内的声发射波动情况,能更准确地进行采场、采空区失稳预测。基于灰色理论建立声发射事件率累计差量指标的GM(1,1)预测模型,并应用于佛子冲铅锌矿104号矿体采空区失稳预报中,预测结果与实际情况具有良好的一致性。