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原文传递一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法

专利名称：	一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法
摘要：	本发明公开了一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法，将获取的岩石试样进行加工和打磨，并控制误差精度，将所述试样分为4组，控制层理与竖直加载方向之间的夹角，然后进行声发射试验，得到声发射信号，利用数字图像技术获取所述试样破裂形态的高清图像，利用FFT对所述声发射信号进行处理，提取主频和次主频并归纳功率谱特征，并对在所述高频带和所述低频带内的数量分别求和后求取比值，得到比例参数，将所述高清图像与所述功率谱特征结合，建立功率谱分布与裂缝形态的对应关系，利用所述比例参数值对应表征所述岩石试样在不同层理角度的裂缝形态，更好了解岩石破坏机制及产生裂缝形态的定量评价。
专利类型：	发明专利
申请人：	重庆大学
发明人：	谢强;杨海清;班宇鑫;傅翔;贺淳波;段军;田大浪;武志辉;梁小文;周小平
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN201911395643.X
公开号：	CN111122710A
代理机构：	重庆百润洪知识产权代理有限公司
代理人：	郝艳平
分类号：	G01N29/14;G01N29/46;G01N29/44;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/14;G01N29/46;G01N29/44
申请人地址：	400044 重庆市沙坪坝区正街174号
主权项：	1.一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法，其特征在于，包括：对获取的岩石试样进行声发射试验，得到声发射信号；利用数字图像技术获取所述试样破裂形态的高清图像；对所述声发射信号进行处理，提取主频和次主频并归纳功率谱特征；将所述高清图像与所述功率谱特征结合，建立功率谱分布与裂缝形态的对应关系。 2.如权利要求1所述的一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法，其特征在于，所述对获取的岩石试样进行声发射试验前，所述方法还包括：将获取的岩石试样在垂直层理方向钻取直径为80mm的圆柱，并对所述圆柱的轴线进行切割，得到直径为80mm，高为40mm的圆盘试样，并采用不同等级的细砂纸打磨所述试样端面，控制端面平整度误差小于或等于0.02mm，端面与所述试样轴线垂直，允许误差为0.25度。 3.如权利要求2所述的一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法，其特征在于，所述对获取的岩石试样进行声发射试验，得到声发射信号，包括：将所述圆盘试样分为4组，每组试样的层理与竖直加载方向之间的夹角分别为0度、30度、60度和90度，保证加载速率为0.5kN/s，直至所述试样完全破坏。 4.如权利要求3所述的一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法，其特征在于，所述对获取的岩石试样进行声发射试验，得到声发射信号，还包括：将压力作为外接参数，采样设置为40MHz，门槛值40dB，采样频率为1MSPS，并将声发射设备的连接前置放大器的两个传感器置于所述试样背面，设置放大倍数为40dB，得到声发射信号。 5.如权利要求4所述的一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法，其特征在于，所述利用数字图像技术获取所述试样破裂形态的高清图像，包括：利用工业相机拍摄所述试样正面，并控制拍摄速率为200帧/秒，分辨率为2448像素*2048像素，得到所述试样破裂形态的高清图像。 6.如权利要求5所述的一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法，其特征在于，对所述声发射信号进行处理，提取主频和次主频并归纳功率谱特征，包括：利用FFT对所述声发射信号进行处理，得到频率幅值关系的功率谱，并设定主频和次主频及对应的幅值，统计所有所述主频和所述次主频的分布特征，并将大于或等于200kHz的频率设置为高频带，小于200kHz的频率设置为低频带。 7.如权利要求6所述的一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法，其特征在于，对所述声发射信号进行处理，提取主频和次主频并归纳功率谱特征，还包括：分别对4组所述圆盘试样的所述主频和所述次主频进行提取和归纳，设定所述主频和所述次主频分布的集中值，对所述主频和所述次主频分别在所述高频带和所述低频带内的数量分别求和后求取比值，得到比例参数。 8.如权利要求7所述的一种利用声发射功率谱解析岩石微损伤及裂缝形态的方法，其特征在于，将所述高清图像与所述功率谱特征结合，建立功率谱分布与裂缝形态的对应关系，包括：将所述高清图像与所述功率谱特征结合，若为高频声发射信号，则页岩基质张拉，若为低频声发射信号，则页岩层理张拉，并且所述比例参数随层理角度的增加而增加，利用所述比例参数值对应表征所述岩石试样在不同层理角度的裂缝形态。
所属类别：	发明专利