柱状节理玄武岩爆破开挖声发射特性.pptx

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1、1.声发射监测原理 声发射(AcousticEmission简称AE)是材料受力作用产生变形、断裂，或内部应力超过屈服极限而进入不可逆的塑性变形阶段，以瞬态应力波形式释放应变能的现象。AE 仪器第1页/共18页岩石声发射岩石在载荷作用下发生破坏，主要与裂纹的产生、扩展及破坏，主要与裂纹的产生、扩展及断裂过程有关裂纹形成或扩展时，造成应力松驰，贮存的断裂过程有关裂纹形成或扩展时，造成应力松驰，贮存的部分能量以应力部分能量以应力波波的形式突然释放出来的形式突然释放出来，产生AE现象。岩石声发射产生条件：微裂纹产生 微裂纹扩展 岩石破坏声发射事件和岩体损伤程度或者松弛紧密相关，通常岩体损伤越严重，产

2、生的声发射事件相应也越频繁，因此应用声发射分析岩体损伤主要依据声发射事件数量和分布特征。第2页/共18页 发展历程 1938年美国奥伯特发现矿坑中岩石有声发射现象 1950年代:德国人Kaiser发现Kaiser效应 19501970年代:实验室阶段 19701980年代:工程应用 1990至今:快速发展、广泛应用第3页/共18页工程地质和岩石力学的应用 研究岩石和土层的渗漏 测定岩石应力随时间的变化及地应力测试 预报岩石滑坡及土坝和混凝土坝基础的稳定性 预报地震及研究地震成因 岩爆预测和监测 研究拉伸、压缩和弯曲载荷下岩石变形和破坏的基本特性 研究声发射信号和岩石性质之间的相关关系研究声发射

3、机理、声信号与岩石破碎过程的联系第4页/共18页美国物理声学公司（PAC）的SensorHighwayII智能型远程监控声发射16通道数据采集系统2.现场观测 仪器系统仪器系统第5页/共18页观测系统第6页/共18页观测系统第7页/共18页钻孔声波测试和电视观察波速(m/s)孔深(m)40005000600001234567891011121314151617181920212223242526第8页/共18页观测参数设置通道、门槛、增益模拟滤波器、采样率定时参数、数据组采集模式定位设置第9页/共18页3.资料整理和监测成果AEAE特征参数振幅、能量、持续时间、上升时间、撞击、振铃记数、事件数

4、、能量等信号处理相关分析、频谱分析、数字滤波、小波分析模式识别、神经网络信号分析第10页/共18页声发射源定位当用两个或多个传感器进行声发射检测时,利用时差定位的方法可以定出声发射源的位置。第11页/共18页高信噪比声发射信号含干扰声发射信号含强干扰声发射信号典型信号第12页/共18页声发射事件分布切向平面分布空间分布第13页/共18页径向平面分布平面投影分布声发射事件分布第14页/共18页距离洞壁03m为损伤区，3.55m为损伤扰动区，大于5m为原位岩体平切箱体统计铅直箱体统计声发射事件统计声发射事件主要集中在爆破开挖后的半小时内，爆破1小时后极少接收到声发射事件第15页/共18页4.结语l岩石爆破损伤和应力松弛均会导致岩石微裂隙的产生、扩张，岩石微裂隙产生、扩张及不连续面的运动均会产生声发射信号，声发射事件的多寡意味着微裂隙的发育和扩张程度。爆破损伤和松弛与声发射事件密切相关，声发射是岩体爆破损伤和应力松弛的综合反映。依据声发射事件的分布特征，可以了解岩体的损伤特征。第16页/共18页第17页/共18页感谢您的观看！第18页/共18页