导波声发射及次声波监测在矿山应用的理论与试验【2025|PDF下载-Epub版本|mobi电子书|kindle百度云盘下载】

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第一部分 导波声发射技术在排土场应用的理论与模拟试验研究3

第1章 绪论3

1.1 研究的目的与意义3

1.2 国内外研究现状4

1.2.1 排土场稳定性研究现状4

1.2.2 声发射技术在矿山中的应用现状7

1.3 主要研究内容8

1.3.1 排土场声发射试验材料及波导器8

1.3.2 排土场滑移破坏过程不同阶段声发射参数特征8

第2章 排土场试验模型及导波声发射相关理论9

2.1 引言9

2.2 模型试验原理9

2.2.1 模拟条件9

2.2.2 模拟材料选择的原则10

2.3 工程概况10

2.4 模型试验设计与试验方案11

2.4.1 排土场边坡模型设计11

2.4.2 模拟材料的制作11

2.4.3 模型滑移方案设计13

2.4.4 模型试验方案14

2.5 波导杆选择15

2.6 声发射监测试验18

2.6.1 试验仪器18

2.6.2 声发射监测方案19

2.7 本章小结20

第3章 排土场模型破坏过程导波声发射基本参数特性21

3.1 引言21

3.2 排土场破坏过程综合分析21

3.2.1 滑移破坏过程描述21

3.2.2 排土场破坏过程分析23

3.3 声发射相关参数24

3.3.1 声发射事件率24

3.3.2 振铃计数25

3.3.3 幅度25

3.3.4 能量25

3.4 排土场模型滑移破坏过程声发射参数变化特征25

3.4.1 声发射幅值25

3.4.2 声发射事件率26

3.4.3 声发射能率28

3.4.4 声发射振铃计数率30

3.5 排土场模型滑移破坏过程累计声发射参数变化特征32

3.5.1 累计声发射事件率32

3.5.2 累计声发射能率33

3.5.3 累计声发射振铃计数率34

3.6 不同位置声发射参数特性对比分析35

3.6.1 声发射参数对比分析36

3.6.2 累计声发射参数对比分析36

3.7 本章小结39

第4章 排土场模型破坏过程的导波声发射分形维数及ΣN/ΣE值特征41

4.1 引言41

4.2 分形特征分析41

4.2.1 关联维数的计算41

4.2.2 m值确定及分形特征判断43

4.2.3 声发射分形关联维数计算结果及分析44

4.3 滑移破坏前后ΣN/ΣE特征分析46

4.4 本章小结48

第5章 排土场模型破坏过程的导波声发射频带能量分布特征49

5.1 引言49

5.2 排土场破坏过程声发射频带能量分布特征49

5.2.1 频带能量分析方法的选择49

5.2.2 小波包分解及各频带能量表征51

5.2.3 各频带能量表征结果及分析52

5.3 排土场边坡滑移破坏声发射预测方法57

5.4 本章小结59

第6章 第一部分结论与展望60

6.1 结论60

6.2 展望61

第二部分 导波声发射技术在岩质边坡应用的理论与模拟试验研究65

第7章 绪论65

7.1 研究背景及意义65

7.2 国内外研究现状65

7.2.1 边坡稳定性监测技术65

7.2.2 声发射监测技术在边坡中的应用现状67

第8章 导波声发射技术在岩质边坡中的影响因素及实例70

8.1 引言70

8.2 声发射结合波导杆监测岩质边坡的影响因素70

8.2.1 耦合材料70

8.2.2 波导杆选型70

8.2.3 传感器布置形式71

8.3 国外边坡声发射监测实例71

8.3.1 工程概况71

8.3.2 声发射信号分析73

8.3.3 降雨的影响74

8.4 存在的问题75

8.4.1 硬件设备及软件75

8.4.2 定位精度75

8.5 讨论76

8.6 本章小结76

第9章 模态声发射理论77

9.1 引言77

9.2 模态声发射77

9.2.1 导波理论77

9.2.2 自由圆钢波导杆结构中的纵向导波理论80

9.2.3 水泥砂浆锚固波导杆结构中的纵向导波理论88

9.3 本章小结91

第10章 岩质边坡模拟试验中的导波声发射波形特征研究93

10.1 引言93

10.2 拉剪破坏声发射试验93

10.2.1 试验目的93

10.2.2 试件制备93

10.2.3 试验系统95

10.2.4 声发射系统参数设置96

10.3 试验过程97

10.4 试验现象101

10.5 声发射信号波形分析102

10.5.1 小波阈值去噪102

10.5.2 短时傅里叶变换103

10.6 本章小结110

第11章 岩质边坡模拟试验中的导波声发射参数特征研究112

11.1 引言112

11.2 波导杆选择112

11.3 耦合材料选择113

11.4 传感器布置方式113

11.5 试件制作114

11.6 声发射监测试验114

11.6.1 试验仪器114

11.6.2 剪切试验115

11.6.3 三点弯曲试验116

11.7 试验过程116

11.8 试件破坏过程分析117

11.9 声发射试验结果分析118

11.9.1 声发射试验数据118

11.9.2 声发射事件特性分析118

11.9.3 声发射幅值分析128

11.9.4 声发射能量分析133

11.9.5 声发射振铃计数分析139

11.10 本章小结151

第12章 岩质边坡模拟试验中的导波声发射分形关联维数和r值特征152

12.1 引言152

12.2 试件破坏过程声发射参数分形特征分析152

12.2.1 关联维数的计算152

12.2.2 m值确定及分形特征判断152

12.2.3 剪切破坏关联维数的计算结果及分析154

12.2.4 三点弯曲破坏关联维数的计算结果及分析156

12.3 试件破坏过程声发射r值特征分析158

12.3.1 声发射r值的计算158

12.3.2 剪切破坏声发射r值分析158

12.3.3 三点弯曲破坏声发射r值分析161

12.4 本章小结163

第13章 耦合材料断裂过程数值模拟分析165

13.1 引言165

13.2 PFC数值模拟分析165

13.3 声发射定位分析168

13.4 本章小结169

第14章 第二部分结论和展望170

14.1 结论170

14.2 展望171

第三部分 次声波技术在矿山应用的理论与试验研究175

第15章 绪论175

15.1 研究背景及意义175

15.2 研究现状和进展175

第16章 单轴压缩下红砂岩峰值应力前后次声信号波形特征178

16.1 引言178

16.2 试验简介178

16.2.1 岩样制备178

16.2.2 试验仪器及加载方案179

16.3 单轴压缩下红砂岩次声试验数据分析182

16.3.1 力学试验数据182

16.3.2 次声信号数据184

16.4 本底信号分析185

16.4.1 小波基函数185

16.4.2 小波基选取187

16.4.3 小波分解层数确定189

16.4.4 本底信号分析190

16.5 应力-次声时域信号特征191

16.5.1 次声时域信号特征191

16.5.2 部分岩样应力-次声时域特征192

16.6 应力-次声时频特征196

16.6.1 短时傅里叶变换（STFT）197

16.6.2 部分岩样应力-次声时频特征199

16.7 本章小结206

第17章 单轴压缩下红砂岩峰值应力前后次声信号特征参数207

17.1 引言207

17.2 应力-次声累计振铃计数特征207

17.2.1 门槛值的确定207

17.2.2 岩石应力-次声累计振铃计数特征207

17.3 应力-次声能率特征212

17.3.1 能率计算方法212

17.3.2 岩石应力-次声能率特征212

17.4 本章小结215

第18章 不同加载方式下红砂岩破坏过程次声信号特征217

18.1 引言217

18.2 试验仪器及方案217

18.2.1 试验仪器217

18.2.2 试验对象217

18.2.3 单轴压缩试验218

18.2.4 剪切试验218

18.2.5 劈裂试验219

18.2.6 单轴循环加卸载试验219

18.3 岩石破坏次声信号波形参数分析220

18.3.1 实验室本底噪声及数据分析220

18.3.2 单轴压缩试验结果分析220

18.3.3 剪切试验结果分析223

18.3.4 劈裂试验结果分析224

18.3.5 单轴加卸载试验结果分析225

18.3.6 试验结果综合分析230

18.4 岩石次声信号波形特性分析230

18.4.1 频带能量分布特征230

18.4.2 能量分形特征234

18.5 本章小结237

第19章 单轴压缩下尾砂胶结充填体次声波特性研究239

19.1 引言239

19.2 单轴压缩下尾砂胶结充填体次声波测试试验240

19.2.1 试件制备240

19.2.2 试验方案242

19.3 次声波信号数据处理方法243

19.3.1 次声波信号滤波方法243

19.3.2 累计振铃计数244

19.3.3 能率分析方法244

19.3.4 短时傅里叶变换时频分析方法245

19.4 试验数据分析245

19.4.1 室内环境本地信号分析245

19.4.2 充填体单轴压缩次声波数据分析247

19.5 试验分析结果252

19.6 本章小结254

第20章 第三部分结论与展望255

20.1 结论255

20.2 展望256

参考文献258