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孔隙介质渗流过程诱发声发射信号特征研究 被引量:1
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作者 吴鑫 朱旭 +2 位作者 刘永红 林华李 罗筱毓 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第3期47-51,57,共6页
在不破坏结构情况下,利用声发射(AE)监测技术探究不同流速下间断级配颗粒介质运动规律,以及孔隙渗流过程声发射信号变化规律。通过渗流过程中由小颗粒介质位移产生的声发射信号和PIV技术相结合进行分析。结果表明:小颗粒介质数量一定时... 在不破坏结构情况下,利用声发射(AE)监测技术探究不同流速下间断级配颗粒介质运动规律,以及孔隙渗流过程声发射信号变化规律。通过渗流过程中由小颗粒介质位移产生的声发射信号和PIV技术相结合进行分析。结果表明:小颗粒介质数量一定时,流速较大的试验组AE事件数更多,即振铃计数更大、频谱重心更高;水流量相近时,试验中小颗粒介质含量直接影响AE事件数量,即含砂量较大的试验组AE事件数更多;含有小颗粒介质情况下,水流量越大小颗粒运动速度越快同时AE初始信号强度越大。研究表明:声发射监测技术能较好地反映孔隙渗流中颗粒介质的运动,为孔隙介质渗流过程中的小颗粒搬运监测和堤坝管涌预警提供一定的研究基础。 展开更多
关键词 孔隙介质 渗流 声发射 间断级配 PIV
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复杂应力条件下岩石的拉剪变形及破坏准则研究 被引量:11
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作者 王东 刘长武 +2 位作者 王丁 李晓迪 徐煜航 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期31-35,共5页
根据不同围压条件下的粉细砂岩三轴压缩全程试验,分析了围压对砂岩峰值强度和破坏方式的影响,研究了压缩过程中砂岩的拉、剪变形随围压的变化规律。结果表明:粉细砂岩峰值强度与围压的关系是一条有拐点的折线,围压低于拐点对应的临界围... 根据不同围压条件下的粉细砂岩三轴压缩全程试验,分析了围压对砂岩峰值强度和破坏方式的影响,研究了压缩过程中砂岩的拉、剪变形随围压的变化规律。结果表明:粉细砂岩峰值强度与围压的关系是一条有拐点的折线,围压低于拐点对应的临界围压σ3L时,粉细砂岩的破坏方式仍为剪切破坏,但其强度受到张拉变形影响而低于Coulomb准则的计算值,岩石破裂面与最小主应力夹角大于(45°+φ/2);围压高于σ3L时,粉细砂岩的破坏仅受剪切变形控制,张拉变形对强度的影响可以忽略,岩石进入完全剪切破坏状态,破裂面角度与(45°+φ/2)吻合。在此基础上,提出了反应砂岩破坏过程中张拉应变和剪切应变相互关系的指标值ft/fγ,并据此推导了砂岩在不同围压下的强度准则,与实际情况较为吻合。 展开更多
关键词 岩石力学 围压 张拉变形 剪切变形 破坏准则
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近距离巷道群覆岩活动的扩大压力拱理论与岩柱荷载研究 被引量:15
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作者 秦乐尧 刘长武 方延强 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第12期20-24,共5页
随着各类采矿工程和其它岩土工程的不断发展,越来越多的地下工程都涉及到近距离巷道群的设计、施工与维护问题。近距离巷道群围岩的变形破坏规律和巷间岩柱荷载计算成为地下工程界十分关注的热点课题之一。在对单个巷道周围有极限平衡... 随着各类采矿工程和其它岩土工程的不断发展,越来越多的地下工程都涉及到近距离巷道群的设计、施工与维护问题。近距离巷道群围岩的变形破坏规律和巷间岩柱荷载计算成为地下工程界十分关注的热点课题之一。在对单个巷道周围有极限平衡区应力分布规律研究的基础上,结合巷道覆岩活动的压力拱理论,系统研究了近距离巷道群周围的应力分布规律,提出了近距离巷道群覆岩活动的"扩大压力拱"理论,给出了计算近距离巷间岩柱荷载的计算公式,提出了防止近距离巷间岩柱连锁破坏的技术措施。 展开更多
关键词 巷道群 扩大 压力拱 岩柱荷载 连锁破坏
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煤与瓦斯突出热动力学过程试验研究 被引量:3
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作者 吴鑫 李基 +2 位作者 李国辉 聂闻 涂梓涵 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期105-110,共6页
为进一步加强煤与瓦斯(甲烷)突出等矿山重大灾害预测预报的工作,开展煤与瓦斯突出全过程热动力现象研究。将煤样破碎后在煤与瓦斯突出相似模拟试验台内加压成型,开展不同粒径煤样的吸附、解吸及突出试验,获取试验过程中的煤体温度变化... 为进一步加强煤与瓦斯(甲烷)突出等矿山重大灾害预测预报的工作,开展煤与瓦斯突出全过程热动力现象研究。将煤样破碎后在煤与瓦斯突出相似模拟试验台内加压成型,开展不同粒径煤样的吸附、解吸及突出试验,获取试验过程中的煤体温度变化数据。结果表明:煤与瓦斯突出过程中煤体温度随时间的演化关系近似符合自然对数函数;煤样粒径对煤体温度变化有显著影响,煤样粒径越小,在吸附解吸瓦斯时温度变化量就越大、变化速度也更迅速。通过分析煤与瓦斯突出试验结果及能量关系得出,煤的粒径很大程度上决定了瓦斯吸附能力及瓦斯内能,瓦斯内能又很大程度上决定了煤与瓦斯突出强度。 展开更多
关键词 温度 吸附 解吸 煤与瓦斯突出 热动力学
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混凝土骨料粒径对弹性波特征参数衰减影响研究 被引量:6
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作者 吴鑫 晏巧 +2 位作者 彭雅雯 张婷婷 王雨 《重庆大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期45-52,共8页
混凝土的物料组成影响着弹性波特征参数的衰减规律,该规律的研究对于提高工程安全检测精度意义重大。以0.1~0.25 mm,0.5~1 mm,1~2 mm和2~5 mm粒径的砂为骨料制成板状混凝土试件,利用声发射测量系统记录不同传播距离处的信号全波形,分析... 混凝土的物料组成影响着弹性波特征参数的衰减规律,该规律的研究对于提高工程安全检测精度意义重大。以0.1~0.25 mm,0.5~1 mm,1~2 mm和2~5 mm粒径的砂为骨料制成板状混凝土试件,利用声发射测量系统记录不同传播距离处的信号全波形,分析骨料粒径对弹性波衰减过程的影响机制。结果表明:弹性波的幅值按负指数函数衰减,衰减系数分别为0.04375,0.02579,0.02185,0.01871,即骨料粒径越小,则幅值的相对衰减速度越快;弹性波能量衰减规律也符合负指数函数,粒径越小,则能量衰减速度越快;弹性波的衰减速度与频率密切相关,随传播距离的增加,信号主频和频谱重心均近似线性下降,即高频信号部分衰减更快;此外,声发射信号振铃计数大致呈对数函数衰减。 展开更多
关键词 混凝土 粒径 声发射 弹性波 衰减 频率
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基于小波变换的板状细砂岩声发射源定位优化 被引量:4
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作者 吴鑫 晏巧 +2 位作者 张婷婷 彭雅雯 李国辉 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1611-1617,共7页
为克服传统阈值法定位在岩石声发射定位中的局限,通过设置在岩石试件表面的压电传感器记录加载过程产生的弹性波信号,采用小波变换及互相关分析法对该信号进行处理,得到不同通道之间的时间延迟,从而实现声发射源的定位。首先将细砂岩加... 为克服传统阈值法定位在岩石声发射定位中的局限,通过设置在岩石试件表面的压电传感器记录加载过程产生的弹性波信号,采用小波变换及互相关分析法对该信号进行处理,得到不同通道之间的时间延迟,从而实现声发射源的定位。首先将细砂岩加工成109 mm×200 mm×20 mm的板状试件,利用数字点荷载仪按恒定加载速率对其进行加载,采用4个压电传感器以3 MHz频率记录各通道的声发射信号全波形;然后通过sym5小波基对该信号进行分解和重构,再利用互相关原理计算得到各通道之间的时间延迟;最后利用自编的MATLAB代码追溯到声发射源坐标,并与传统阈值法定位结果进行对比。结果表明,小波变换互相关分析方法有效减小了声发射源定位的平均绝对误差和平均相对误差,提高了岩石声发射定位精度。 展开更多
关键词 安全工程 声发射 小波变换 互相关分析 声源定位
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基于BP神经网络的岩石损伤声发射事件源定位研究 被引量:9
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作者 吴鑫 赵红霞 +2 位作者 罗筱毓 朱旭 林华李 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期36-42,共7页
工程岩体一般包含大量的节理、裂隙等各类缺陷,利用AE技术可以对缺陷进行定位,但仍然有很大误差。为进一步减小AE定位误差,确定缺陷位置,做好安全预警工作,研究提高岩石声发射定位精度的优化方法。利用断铅实验模拟产生声发射信号,将声... 工程岩体一般包含大量的节理、裂隙等各类缺陷,利用AE技术可以对缺陷进行定位,但仍然有很大误差。为进一步减小AE定位误差,确定缺陷位置,做好安全预警工作,研究提高岩石声发射定位精度的优化方法。利用断铅实验模拟产生声发射信号,将声发射信号特征参数中的幅值、能量、振铃计数以及到达时差作为输入,断铅点真实坐标作为输出,构建BP神经网络模型,并通过实验确定最优隐含层数等参数,最后通过交叉学习训练交叉预测得出断铅点坐标,并与基于到达时差的传统定位法以及考虑材料各向异性条件下的波速优化算法进行对比。结果表明:BP神经网络算法与传统方法相比,板状岩石声发射定位的误差显著减小,定位精度提高;岩石试件定位误差的误差波动更为平稳,有效改善了声发射源位置对定位效果的影响。本方法为岩石缺陷的精确定位提供了1种较好的技术手段。 展开更多
关键词 BP神经网络 声发射定位 断铅实验 板状岩石 波速
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基于顶板风化程度及塑性破坏深度的围岩综合分类法 被引量:1
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作者 吴鑫 刘长武 隆泗 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期33-38,共6页
地下工程围岩分类是支护设计和施工的基础,国内外学者已提出了多种分类方法并取得满意成果,但诸如巷道上覆严重风化层等复杂地层的围岩分类,其研究成果还极为有限。以极限平衡区深入围岩深度为指标的分类方法为基础,首先考虑矿山采动及... 地下工程围岩分类是支护设计和施工的基础,国内外学者已提出了多种分类方法并取得满意成果,但诸如巷道上覆严重风化层等复杂地层的围岩分类,其研究成果还极为有限。以极限平衡区深入围岩深度为指标的分类方法为基础,首先考虑矿山采动及煤岩体力学性质的影响,其次考虑煤层顶板风化程度,最后得到最终塑性破坏区半径并进行分类。方法核心在于分析塑性破坏区和顶板严重风化区是否贯通,并根据贯通情况对塑性区半径进行修正。针对葛泉矿11912工作面回采巷道情况复杂、部分顶板严重风化的情况,利用上述方法进行巷道围岩分类,根据分类结果提出相应的支护对策并取得了良好支护效果。 展开更多
关键词 顶板 风化 塑性区 支护 分类
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改进分水岭算法的煤岩孔隙重构及渗流模拟
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作者 吴鑫 彭雅雯 +2 位作者 晏巧 赵红霞 王雪梅 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期144-149,共6页
为更加真实地还原出煤的数字孔隙网络结构,模拟煤孔隙中瓦斯微观渗流过程,开展基于形态学改进分水岭算法的煤岩孔隙重构研究。首先基于改进型分水岭算法,提出识别煤基质颗粒分布参数与孔隙网络的方法,通过中值滤波和数学形态学变换降低... 为更加真实地还原出煤的数字孔隙网络结构,模拟煤孔隙中瓦斯微观渗流过程,开展基于形态学改进分水岭算法的煤岩孔隙重构研究。首先基于改进型分水岭算法,提出识别煤基质颗粒分布参数与孔隙网络的方法,通过中值滤波和数学形态学变换降低信号噪声的影响,减少“过分割”现象;然后以5~10、10~40和40~80目粒径型煤为例,识别颗粒分布参数,构建型煤孔隙网络结构;最后基于格子玻尔兹曼方法(LBM)渗流模拟检验孔隙网络瓦斯。结果表明:改进型分水岭算法降低了噪声干扰,重建的煤孔隙结构具有较高的复杂性和连通性;利用LBM算法模拟孔隙结构渗流,能展示出瓦斯渗流速度和方向等局部细节。 展开更多
关键词 分水岭分割(WS) 孔隙网络 粒径 渗流模拟 格子玻尔兹曼方法(LBM)
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