石灰岩声发射频谱特性演化及破裂阶段识别

摘要：

为获得石灰岩受压破裂阶段声发射识别信息,开展石灰岩单轴压缩声发射试验,获得加载全过程的声发射特征参数及其波形信息.首先结合石灰岩应力与累积能量走势的特征选取5个岩石加载破坏过程中的关键点,通过频谱分析与小波包分析,找到石灰岩声发射频谱特征变化规律,获得适合的破裂阶段识别信息;其次利用小波包分解所提取的频带能量占比训练BP神经网络,为岩石破裂阶段预警提供双重保证.研究结果表明:主频值整体呈现先上升后下降的趋势,频谱宽度变化为200 kHz～300 kHz～200 kHz,频率由单一低频转化为低高频并存后又恢复单一低频;低频高幅为频谱特征的一种主要形态存在;小波包分解将信号频率分为8个频段,可将1、2低频段之和小于30％的信号作为特征点进行岩石破裂预测;以该特征点为界将石灰岩声发射信号划分为两类,训练后的BP神经网络能够实现这两类信号的快速准确识别与分类,对于预测岩石破裂阶段有一定价值.

关键词：石灰岩、声发射、时频域、破裂阶段、BP网络

所属期刊栏目：20

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;内蒙古自治区自然科学基金

在线出版日期：2021-01-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：14646-14652