为了解决岩石声发射定位到时拾取困难、方程组无解导致其精度不高甚至无法定位的问题,提出一种基于向量自回归赤池信息准则(vector auto regressive-Akaike information criterion,简称VAR-AIC)到时拾取并结合智能优化算法求解的新型定...为了解决岩石声发射定位到时拾取困难、方程组无解导致其精度不高甚至无法定位的问题,提出一种基于向量自回归赤池信息准则(vector auto regressive-Akaike information criterion,简称VAR-AIC)到时拾取并结合智能优化算法求解的新型定位算法。利用改进的VAR-AIC方法对信号到时进行精确拾取,通过牛顿-拉夫森思想将非线性定位方程组转化为目标函数,最终借助智能优化算法迭代求解进行定位。断铅试验结果表明:基于VAR-AIC法通过瞬时频率确定到时范围、选择特征函数精准确定到时大幅度提升了声发射到时拾取精度。通过对比原子轨道搜索、灰狼算法、自适应粒子群算法性能,发现原子轨道搜索算法在保证定位精度的同时迭代速度更快。在此基础上,提出了基于VAR-AIC精确到时拾取和原子轨道搜索算法(improve vector auto regression-Akaike information criterion-atomic orbital search,简称IVA-AOS)相结合的岩石声发射定位方法。与传统的互相关+Geiger算法、牛顿迭代算法以及PCI-Express8机器自带算法相比,IVA-AOS定位算法定位误差更小、精度更高,有效地解决了传统定位算法容易出现无解的问题,为岩石声发射定位提供了一种新的思路与方法。展开更多
岩石内孔隙结构和矿物组成是诱导岩体破裂失稳的重要因素。为了研究孔隙结构和矿物组成对裂纹扩展的影响,利用颗粒流程序(particle flow code,简称PFC),构建含不同孔隙结构和矿物组成的岩石晶体模型(grain based model,简称GBM),研究孔...岩石内孔隙结构和矿物组成是诱导岩体破裂失稳的重要因素。为了研究孔隙结构和矿物组成对裂纹扩展的影响,利用颗粒流程序(particle flow code,简称PFC),构建含不同孔隙结构和矿物组成的岩石晶体模型(grain based model,简称GBM),研究孔隙大小对裂纹扩展的影响以及不同矿物内裂纹的扩展规律。研究结果表明:随着孔隙短长轴比的增大,岩石的单轴抗压强度和弹性模量均先减小后增大,岩石的破坏程度先增大后减小,在短长轴比为0.8时,岩石破坏程度最严重。随着孔隙短长轴比的增大,岩石内形成的裂纹数量先减小后增加再减小,张拉裂纹数量先减小后增加再减小,而剪切裂纹数量基本无变化。岩石在破坏过程中以晶内张拉破坏为主,其次为晶间张拉破坏,晶内破坏和晶间破坏中剪切破坏均较少。孔隙短长轴比为0.6时对砂岩基质、黏土、云母内裂纹扩展演化行为影响程度最大,孔隙短长轴比为0.2时对石英和长石内裂纹扩展演化行为影响程度最大。该研究成果可以为解决含孔隙缺陷岩体的失稳破坏问题提供参考和研究基础。展开更多
文摘为了解决岩石声发射定位到时拾取困难、方程组无解导致其精度不高甚至无法定位的问题,提出一种基于向量自回归赤池信息准则(vector auto regressive-Akaike information criterion,简称VAR-AIC)到时拾取并结合智能优化算法求解的新型定位算法。利用改进的VAR-AIC方法对信号到时进行精确拾取,通过牛顿-拉夫森思想将非线性定位方程组转化为目标函数,最终借助智能优化算法迭代求解进行定位。断铅试验结果表明:基于VAR-AIC法通过瞬时频率确定到时范围、选择特征函数精准确定到时大幅度提升了声发射到时拾取精度。通过对比原子轨道搜索、灰狼算法、自适应粒子群算法性能,发现原子轨道搜索算法在保证定位精度的同时迭代速度更快。在此基础上,提出了基于VAR-AIC精确到时拾取和原子轨道搜索算法(improve vector auto regression-Akaike information criterion-atomic orbital search,简称IVA-AOS)相结合的岩石声发射定位方法。与传统的互相关+Geiger算法、牛顿迭代算法以及PCI-Express8机器自带算法相比,IVA-AOS定位算法定位误差更小、精度更高,有效地解决了传统定位算法容易出现无解的问题,为岩石声发射定位提供了一种新的思路与方法。
文摘岩石内孔隙结构和矿物组成是诱导岩体破裂失稳的重要因素。为了研究孔隙结构和矿物组成对裂纹扩展的影响,利用颗粒流程序(particle flow code,简称PFC),构建含不同孔隙结构和矿物组成的岩石晶体模型(grain based model,简称GBM),研究孔隙大小对裂纹扩展的影响以及不同矿物内裂纹的扩展规律。研究结果表明:随着孔隙短长轴比的增大,岩石的单轴抗压强度和弹性模量均先减小后增大,岩石的破坏程度先增大后减小,在短长轴比为0.8时,岩石破坏程度最严重。随着孔隙短长轴比的增大,岩石内形成的裂纹数量先减小后增加再减小,张拉裂纹数量先减小后增加再减小,而剪切裂纹数量基本无变化。岩石在破坏过程中以晶内张拉破坏为主,其次为晶间张拉破坏,晶内破坏和晶间破坏中剪切破坏均较少。孔隙短长轴比为0.6时对砂岩基质、黏土、云母内裂纹扩展演化行为影响程度最大,孔隙短长轴比为0.2时对石英和长石内裂纹扩展演化行为影响程度最大。该研究成果可以为解决含孔隙缺陷岩体的失稳破坏问题提供参考和研究基础。
