巖石聲發(fā)射多分量信號物理實驗研究.pdf

1、多數(shù)材料在受外界因素發(fā)生變形或者碎裂的過程中，會有聲發(fā)射的現(xiàn)象出現(xiàn)。聲發(fā)射信號就是材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化所釋放出的機械波，它遵循機械波的一般特征，同時又具有聲發(fā)射信號其獨特的特性特點。
　　在傳統(tǒng)的聲發(fā)射實驗中，雖然對不同材質(zhì)發(fā)出的聲發(fā)射信號就行了對比分析，但是卻只進行了單個分量的采集，信號表現(xiàn)出來的特征也只是單個分量的規(guī)律，并不能十分有效的進行對比分析。本研究中在前人的基礎(chǔ)上對兩種聲發(fā)材料（砂巖和花崗巖）進行聲發(fā)射信號兩個分量（垂

2、直和水平）上的采集，更全面的揭示了聲發(fā)射的信號規(guī)律特點。
　　聲發(fā)射的采集實驗是一項對實驗儀器要求十分嚴苛的實驗，它對儀器的選擇和性能都有很大的要求，即要求儀器有很高的靈敏度，又要求儀器的具有很好的實時監(jiān)測和動態(tài)監(jiān)測性能。本實驗采用較為先進虛擬儀器技術(shù)，在Labview平臺上，采用數(shù)字技術(shù)，以32位數(shù)字信號處理器為基礎(chǔ)，配以高速模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)等相應(yīng)硬件電路設(shè)計制作成數(shù)字化聲發(fā)射卡，將這些聲發(fā)射卡插入PC的相應(yīng)插槽中，即構(gòu)成

3、數(shù)字化的聲發(fā)射數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)。
　　在實驗數(shù)據(jù)的分析過程，首先對實驗的背景噪聲進行分析，排除噪聲對分析結(jié)果的影響，以求將外界的干擾對試驗結(jié)果的影響降到最低限度。然后分別用兩種方法對兩類對比實例進行分析解釋，更直觀的解釋不同巖石的聲發(fā)射信號異同以及同類巖石垂直分量和水平分量的異同點。并得出以下結(jié)論:
　　1、砂巖的聲發(fā)射信號水平分量出現(xiàn)比垂直分量較晚，但是對應(yīng)巖石的壓實和破碎兩者都有較為明顯的聲發(fā)射事件出現(xiàn)。
　　2

4、、花崗巖的垂直分量和水平分量在時域上保持較高的一致性，但是在加載的后期花崗巖的水平分量幅值會明顯超過垂直分量的幅值。
　　3、花崗巖的加載開始期，聲發(fā)射的事件數(shù)基本沒有，這是因為凱瑟效應(yīng)引起的，當加壓的應(yīng)力小于其受到的歷史地應(yīng)力時，不會出現(xiàn)聲發(fā)射現(xiàn)象。我們推斷砂巖也會存在這個加壓階段，但是由于其受到的地應(yīng)力很小，所以并沒有在試驗中體現(xiàn)出來。
　　本論文研究內(nèi)容及成果旨在解決利用聲發(fā)射信號進行檢測時所遇到的方向性較強問題，對于