单轴压缩下饱水花岗岩破裂过程声发射频谱特征试验研究

论文摘要

通过开展饱水花岗岩单轴压缩声发射试验,采用快速傅里叶变换提取声发射信号主频及次主频,进一步提出了综合表征声发射信号频谱特征的参数:主频比F,即主频与次主频的比值,研究岩石破裂过程声发射频谱特征。研究结果表明:饱水花岗岩破裂过程声发射主频、次主频频带数量呈现"3→6→3"先增大后减小的规律,与主频分布特征相比,次主频低频区间占比减小,中、高频区间占比增大,次主频总体平均值比主频高约5 kHz。声发射主频比F分布区间在弹性阶段达到最大:0<F<8,且F≠1,根据主频比与1的关系,可将声发射信号划分为2类:A类信号(0<F<1),其主频小于次主频;B类信号(1<F<8),其主频大于次主频。总体来看,饱水花岗岩破裂过程声发射A类与B类信号的数量关系约为3:2,A类信号数量相对较多,特别是塑性阶段A类信号占绝对优势,其数量为B类信号的3.0～3.5倍。饱水花岗岩破裂过程声发射A、B类信号事件率近似同步变化,二者均出现明显的平静期前兆特征,在实际应用时,可以对岩石破裂过程数量庞大且计算繁琐的声发射信号进行甄别,选择A、B两类信号中的一种,进而实现对岩石破坏前兆信息的快速有效识别。

论文目录

• 1 引言
• 2 试验设计
•   2.1 试样制备
•   2.2 试验设备
•   2.3 试验方法
• 3 声发射信号频谱参数提取方法
• 4 饱水花岗岩破裂过程声发射信号频谱演化特征
•   4.1 声发射信号主频及次主频演化特征
•   4.2 声发射信号平均主频特征
• 5 饱水花岗岩破裂过程声发射信号主频比变化特征
•   5.1 声发射信号主频比分布特征
•   5.2 声发射信号主频比演化特征
• 6 饱水花岗岩破裂过程A类和B类信号演化特征
•   6.1 声发射事件率演化规律
•   6.2 声发射信号数量比演化规律
• 7 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张艳博,梁鹏,孙林,田宝柱,姚旭龙,刘祥鑫

关键词: 岩石力学,声发射,频谱特征,主频,次主频

来源: 岩土力学 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 华北理工大学矿业工程学院,华北理工大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(No.51574102,No.51774138),河北省自然科学基金项目(No.E2017209241),河北省教育厅高校百名优秀创新人才支持计划(No.SLRC2017050)~~

分类号: TU45

DOI: 10.16285/j.rsm.2018.0584

页码: 2497-2506

总页数: 10

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