【摘 要】
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岩体工程在施工与长期运营的过程中,由岩石破裂损伤导致的重大地压灾害事故呈快速上升的趋势。因此,以大理岩为模型,开展岩石动态损伤模拟实验。基于声发射AST功能对岩石内部探伤成像并绘制波速云图,同时声发射系统监测岩石破裂全过程声发射信号。将信号聚类,选取能良好刻画损伤特征的关键信号,并结合从波速云图中提取的损伤曲线,建立声发射信号组与岩石动态损伤关键特征间的对应关系,提出了通过声发射信号特征反演与识别
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岩体工程在施工与长期运营的过程中,由岩石破裂损伤导致的重大地压灾害事故呈快速上升的趋势。因此,以大理岩为模型,开展岩石动态损伤模拟实验。基于声发射AST功能对岩石内部探伤成像并绘制波速云图,同时声发射系统监测岩石破裂全过程声发射信号。将信号聚类,选取能良好刻画损伤特征的关键信号,并结合从波速云图中提取的损伤曲线,建立声发射信号组与岩石动态损伤关键特征间的对应关系,提出了通过声发射信号特征反演与识别岩石损伤演化状态的方法。主要得到以下结论:1)声发射波速切片云图能较好的反应岩石破裂过程动态损伤演化过程。通过划分波速阈值,对各区域赋予权重计算损伤变量D,结合损伤变量曲线与波速切片云图能有效量化岩石破裂过程动态损伤演化过程。2)通过决策树模型可将全体声发射信号分为A、B、C、D四类。其中,A类信号对应岩石在宏观破裂时产生的开裂、扩展型破裂;B类信号为对岩石宏观破裂起催化作用的开裂与扩展型破裂;C类信号对应岩石宏观破裂前产生的滑移型破裂;D类信号为表征岩石微观裂隙产生与扩展的小尺度突发型信号,在刻画岩石动态损伤过程时可将该类信号剔除。3)岩石动态损伤过程A、B、C三类声发射信号的时间分布具有明显的阶段性。通过计算各类损伤关键信号的时间密集度,可对岩石破裂中的损伤异常段、裂隙压密及损伤稳定扩展阶段进行有效识别。研究结果为声发射应用于岩石动态损伤的监测预警提供了新的方法和依据。图23幅;表10个;参61篇
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