岩体岩石声发射监测技术

射信号
(3) 在一次监测过程中，声发射监测技术能够整体监测 和评价整个结构中缺陷的状态
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3、声发射技术的特点
(4) 可提供缺陷随载荷、时间、温度等外变量而变化 的实时或连续信息，因而适用于工业过程在线监控或临近 破坏预报 (5) 由于对监测对象的接近要求不高，适于其它方法 难于或不能接近环境下的监测，如高低温、核辐射、易燃、 易爆及极毒等环境 (6) 由于对构件的几何形状不敏感，而适于监测其它 方法受到限制的形状复杂的构件。
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4、声发射技术的应用
图4.1 FFT分析
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4、声发射技术的应用
图4.2 小波Fra Baidu bibliotek析
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4、声发射技术的应用
图4.3 神经网络分析
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岩体（岩石）声发射监测技术
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岩体（岩石）声发射监测技术
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前言 声发射测试的基本原理 声发射技术的特点 声发射技术的应用 结语
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1、前言
狭义地压：围岩因变形移动和冒落岩块作用在支架上的压 力，称为狭义地压。 广义地压：岩体内部原岩作用于围岩和支架上的压力，称 为广义地压。 地压:从本质上来定义，地压就是岩体因受开挖扰动而产
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4、声发射技术的应用
对声发射信号进行处理，是识别产生声发射源的部位和 性质的唯一途径。 在声发射信号的处理和分析方面，除大家普遍常用经典 声发射信号参数和定位分析之外， 我国目前开展了处于世界 前沿的基于波形分析基础之上的模态分析、经典谱分析、现 代谱分析、小波分析和人工神经网络模式识别，另外也对声 发射信号参数采用了模式识别、灰色关联分析和模糊分析等 先进的技术，我国还自主开发了进行各种信号分析和模式识 别的软件包。
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4、声发射技术的应用
参考6：尹彦波等，基于声发射预警准则的柿竹园矿地压预警研究，采 矿技术，2010 ，10(5)；
参考7：文兴等，多通道声发射监测系统在矿山安全开采中的应用，矿 业研究与开发，2009 ，29(3)；
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生的力学效应。
地压监测方法：机械法、电测法、声测法、光测法等。
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1、前言
声发射：材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象
称为声发射(Acoustic Emission, 简称AE) ，有时也称为应 力波发射。
声发射技术：用仪器探测、记录、分析声发射信号和利用声 发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术
参考3：尹贤刚，岩石破坏声发射平静期及其分形特征研究，岩石力学与工 程学报，2009 ，28(增2)；
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4、声发射技术的应用
参考4：李纪汉，岩石摩擦滑动的声发射b值，西北地震学报，1987 ，9(4)； 参考5：李元辉，岩石破裂过程中的声发射b值及分形特征研究，岩土力学， 2009 ，30(9)；
人们根据观察到的声发射信号进行处理分析以推断材 料产生声发射的机制及声发射源的性质。
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3、声发射技术的特点
声发射监测方法的优点主要表现为：
(1) 声发射是一种动态无损监测方法，声发射探测到的 能量来自被测试物体本身 (2) 声发射法对线性缺陷较为敏感，它能探测到在外加 结构应力下这些缺陷的活动情况，稳定的缺陷不产生声发
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2、声发射测试的基本原理
从声发射源发射的弹性波最终传播到达材料的表
面，引起可以用声发射传感器探测的表面位移，这些 探测器将材料的机械振动转换为电信号，然后再被放
大、处理和记录。
固体材料中内应力的变化产生声发射信号，在材 料加工、处理和使用过程中有很多因素能引起内应力 的变化，如位错运动、裂纹萌生与扩展、断裂、热胀 冷缩、外加负荷的变化等。
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4、声发射技术的应用
参考1：蔡美峰.地应力测量原理和技术 [M]，北京；科学出版社 ，2000. 参考2：王更峰，基于小波包分析的岩石声发射测量地应力，岩土工程技术，2006 ，20(4)
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4、声发射技术的应用
4、声发射技术的应用
声发射现象的观测起源于地震的监测， 现今广泛地用于 岩石的监测和地质与石油钻探中的应力测量。 北京石油勘探开发设计院和北京石油大学采用声发射技 术测量岩芯的主应力方向，达到确定油田最大水平应力方向 的目的。 冶金部武汉安全环保研究院近 20 年来一直开展矿山和大 型水坝岩石塌方的监测研究和应用工作，近几年一直在长江 三峡大坝对一些关键部位的岩石活动情况进行监测，为三峡 大坝的建设提供了重要依据。
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3、声发射技术的特点
声发射技术的缺点主要表现在：
(1) 声发射特性对材料甚为敏感，又易受到机电噪声的
干扰，因而难于确保采集信号及分析结果的正确性 (2) 声发射测试，一般需要适当的加载程序。多数情况 下，可利用现成的加载条件，但有时，还需要特作准备 (3) 声发射检测目前只能给出声发射源的部位、活性和 强度，不能给出声发射源内缺陷的性质和大小
5、结语
(1) 岩体声发射监测技术在预测预报方面有很大的优越
性，但在应用中缺少理论支持，目前尚需完善。 (2) 声发射信号含有大量丰富的声发射源信息，应大力 将先进的信号处理与分析方法应用到声发射信号处理中来， 以达到更为合理、准确的声发射预测效果。 (3)由于矿山工程的复杂性，因此在实际应用中若能与位 移应力等监测方法相结合，效果会更好。
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2、声发射测试的基本原理
图2.1 声发射测试系统
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2、声发射测试的基本原理
图2.2 声发射测试试验实物图
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2、声发射测试的基本原理
图2.3 声发射信号简化声发射基本特征参数定义