第一部分 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ΣN/ΣE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

4.2.2 m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ΣN/ΣE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 第一部分结论与展望

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

12.2.2 m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

13.2 PFC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

参考文献