导波声发射及次声波监测在矿山应用的理论与试验

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第1章绪论1.1研究的目的与意义1.2国内外研究现状1.2.1排土场稳定性研究现状1.2.2声发射技术在矿山中的应用现状1.3主要研究内容1.3.1排土场声发射试验材料及波导器1.3.2排土场滑移破坏过程不同阶段声发射参数特征第2章排土场试验模型及导波声发射相关理论2.1引言2.2模型试验原理2.2.1模拟条件2.2.2模拟材料选择的原则2.3工程概况2.4模型试验设计与试验方案2.4.1排土场边坡模型设计2.4.2模拟材料的制作2.4.3模型滑移方案设计2.4.4模型试验方案2.5波导杆选择2.6声发射监测试验2.6.1试验仪器2.6.2声发射监测方案2.7本章小结第3章排土场模型破坏过程导波声发射基本参数特性3.1引言3.2排土场破坏过程综合分析3.2.1滑移破坏过程描述3.2.2排土场破坏过程分析
3.3声发射相关参数3.3.1声发射事件率3.3.2振铃计数3.3.3幅度3.3.4能量3.4排土场模型滑移破坏过程声发射参数变化特征3.4.1声发射幅值3.4.2声发射事件率3.4.3声发射能率3.4.4声发射振铃计数率3.5排土场模型滑移破坏过程累计声发射参数变化特征3.5.1累计声发射事件率3.5.2累计声发射能率3.5.3累计声发射振铃计数率3.6不同位置声发射参数特性对比分析3.6.1声发射参数对比分析3.6.2累计声发射参数对比分析3.7本章小结第4章排土场模型破坏过程的导波声发射分形维数及ΣNΣE值特征4.1引言4.2分形特征分析4.2.1关联维数的计算4.2.2m值确定及分形特征判断4.2.3声发射分形关联维数计算结果及分析4.3滑移破坏前后∑N∑E特征分析4.4本章小结
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5.1引言5.2排土场破坏过程声发射频带能量分布特征5.2.1频带能量分析方法的选择5.2.2小波包分解及各频带能量表征5.2.3各频带能量表征结果及分析5.3排土场边坡滑移破坏声发射预测方法5.4本章小结第6章部分结论与展望6.1结论6.2展望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第7章绪论7.1研究背景及意义7.2国内外研究现状7.2.1边坡稳定性监测技术7.2.2声发射监测技术在边坡中的应用现状第8章导波声发射技术在岩质边坡中的影响因素及实例8.1引言8.2声发射结合波导杆监测岩质边坡的影响因素8.2.1耦合材料8.2.2波导杆选型8.2.3传感器布置形式8.3国外边坡声发射监测实例8.3.1工程概况8.3.2声发射信号分析8.3.3降雨的影响8.4存在的问题8.4.1硬件设备及软件8.4.2定位精度8.5讨论8.6本章小结第9章模态声发射理论9.1引言9.2模态声发射9.2.1导波理论9.2.2自由圆钢波导杆结构中的纵向导波理论9.2.3水泥砂浆锚固波导杆结构中的纵向导波理论
9.3本章小结第10章岩质边坡模拟试验中的导波声发射波形特征研究10.1引言10.2拉剪破坏声发射试验10.2.1试验目的10.2.2试件制备10.2.3试验系统10.2.4声发射系统参数设置10.3试验过程10.4试验现象10.5声发射信号波形分析10.5.1小波阈值去噪10.5.2短时傅里叶变换10.6本章小结第11章岩质边坡模拟试验中的导波声发射参数特征研究11.1引言11.2波导杆选择11.3耦合材料选择11.4传感器布置方式11.5试件制作11.6声发射监测试验11.6.1试验仪器11.6.2剪切试验11.6.3三点弯曲试验11.7试验过程11.8试件破坏过程分析11.9声发射试验结果分析11.9.1声发射试验数据11.9.2声发射事件特性分析11.9.3声发射幅值分析11.9.4声发射能量分析11.9.5声发射振铃计数分析11.10本章小结
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12.1引言12.2试件破坏过程声发射参数分形特征分析12.2.1关联维数的计算12.2.2m值确定及分形特征判断12.2.3剪切破坏关联维数的计算结果及分析12.2.4三点弯曲破坏关联维数的计算结果及分析12.3试件破坏过程声发射r值特征分析12.3.1声发射r值的计算12.3.2剪切破坏声发射r值分析12.3.3三点弯曲破坏声发射r值分析12.4本章小结第13章耦合材料断裂过程数值模拟分析13.1引言13.2PFC数值模拟分析13.3声发射定位分析13.4本章小结第14章第二部分结论和展望14.1结论14.2展望第三部分次声波技术在矿山应用的理论与试验研究第15章绪论15.1研究背景及意义15.2研究现状和进展第16章单轴压缩下红砂岩峰值应力前后次声信号波形特征16.1引言16.2试验简介16.2.1岩样制备16.2.2试验仪器及加载方案16.3单轴压缩下红砂岩次声试验数据分析16.3.1力学试验数据16.3.2次声信号数据16.4本底信号分析16.4.1小波基函数16.4.2小波基选取16.4.3小波分解层数确定16.4.4本底信号分析
16.5应力-次声时域信号特征16.5.1次声时域信号特征16.5.2部分岩样应力-次声时域特征16.6应力-次声时频特征16.6.1短时傅里叶变换（STFT）16.6.2部分岩样应力-次声时频特征16.7本章小结第17章单轴压缩下红砂岩峰值应力前后次声信号特征参数17.1引言17.2应力-次声累计振铃计数特征17.2.1门槛值的确定17.2.2岩石应力-次声累计振铃计数特征17.3应力-次声能率特征17.3.1能率计算方法17.3.2岩石应力-次声能率特征17.4本章小结第18章不同加载方式下红砂岩破坏过程次声信号特征18.1引言18.2试验仪器及方案18.2.1试验仪器18.2.2试验对象18.2.3单轴压缩试验18.2.4剪切试验18.2.5劈裂试验18.2.6单轴循环加卸载试验18.3岩石破坏次声信号波形参数分析18.3.1实验室本底噪声及数据分析18.3.2单轴压缩试验结果分析18.3.3剪切试验结果分析18.3.4劈裂试验结果分析18.3.5单轴加卸载试验结果分析18.3.6试验结果综合分析18.4岩石次声信号波形特性分析18.4.1频带能量分布特征
18.4.2能量分形特征18.5本章小结第19章单轴压缩下尾砂胶结充填体次声波特性研究19.1引言19.2单轴压缩下尾砂胶结充填体次声波测试试验19.2.1试件制备19.2.2试验方案19.3次声波信号数据处理方法19.3.1次声波信号滤波方法19.3.2累计振铃计数19.3.3能率分析方法19.3.4短时傅里叶变换时频分析方法19.4试验数据分析19.4.1室内环境本地信号分析19.4.2充填体单轴压缩次声波数据分析19.5试验分析结果19.6本章小结第20章第三部分结论与展望20.1结论20.2展望