深部片麻岩破坏全过程声发射时频域信号特征及前兆预警研究 论文
针对矿山深部开采中频发的岩石突发性灾害事故问题,本研究揭示岩石破坏前的前兆特征。以金厂峪金矿深部片麻岩为研究对象,通过单轴压缩声发射试验,分析深部片麻岩承载过程中的声发射时频域特征,并深入探讨岩石失稳破坏前声发射时频域参数的前兆特征及其耦合性。
研究结果表明:
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声发射时域参数振铃计数在屈服阶段表现出明显的“单峰”型突增浮动特征;振铃计数率、累计振铃计数和能率、累计能量在临近破坏前呈现“高值突增”现象。这些现象表明,振铃计数和能率的突增可作为岩石失稳破坏的关键前兆信息。
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岩石破坏全过程中,声发射主频被划分为五个频带。低频带信号(0~40 kHz)占比呈现先增大后减小的变化规律;中频频带信号(>80~130 kHz)在整个破坏过程中占比最大,并在临近破坏前呈现快速增大的特征;高频带信号(>160~200 kHz)则在破坏前期占比减小,随后增大。
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临界破坏前,高频信号的快速增加和低频信号的缺失特征,与振铃计数、能率的“突增”现象在时间上的一致性,揭示了两者之间的耦合性。
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