岩石声发射特征参数研究现状与展望

针对岩石声发射主要特征参数b值与分形维值D值,分析了声发射b值与D值的研究现状,并在此基础上,探讨了目前岩石声发射特征参数b值与D值研究中的不足之处,并对岩石声发射特征参数的研究进行展望。     

非贯通裂隙混凝土损伤特性试验研究

为了探究不同裂隙倾角、连通率对混凝土力学行为及微观损伤特性的影响,采用岩石力学及声发射配套系统,对17组相同配合比、不同裂隙倾角和连通率的混凝土进行了单轴压缩及声发射监测试验。研究结果表明:混凝土的强度、变形破坏及内部损伤等与裂隙倾角和连通率密切相关,且均表现出各向异性的特征。相同倾角下,连通率越大,混凝土的延性和峰值当量强度越低,连通率一定时,延性和峰值当量强度呈先减后增的整体趋势;无裂隙时,声发射主要集中于峰值应力前后,表现为脆性破坏特征,大/小倾角及小连通率时,声发射表现为脆延性破坏形式,大/小倾角及大连通率时,声发射信号主要表现为"S"型的3阶段延性特征,主要集中于屈服至峰值应力阶段。基于声发射损伤模型计算得到的损伤演化过程表明:模型计算结果和试验结果吻合良好,且混凝土内部的损伤演化随着倾角和连通率的变化而表现各异,连通率越大时,损伤发展越平缓,越充分。     

贯通裂隙岩体单轴压缩强度与能量演化机制研究

【目的】研究贯通裂隙岩体的力学特征以及能量演化机制。【方法】预制完整岩体、0°、15°、30°、45°、60°倾角的裂隙岩体，采用试验设备微机控制电液伺服压力试验机（YAW6202）与PCI-Ⅱ声发射试验仪对单轴加载条件下岩石强度与能量演化规律进行分析。【结果】贯通裂隙破坏了岩石材料的完整性和均匀性，随着裂隙倾角角度上升，试件单轴压缩的破坏由上下拉压岩石破坏转为随着预制结构面破坏；不同裂隙倾角试件的单轴抗压强度与弹性模量均出现劣化；试件在单轴压缩荷载下的应力应变曲线与声发射振铃计数变化情况较吻合，振铃计数可反映岩体内部的裂隙出现、发展直至岩石破坏失稳的过程。【结论】可为裂隙岩体的劣化性质研究提供参考。     

反复加卸荷作用下两种岩石的变形与声发射特征研究

【目的】为了研究反复加卸荷作用下不同类型围岩在隧道施工及运营过程中的变形与破坏特征。【方法】选取花岗岩和砂岩试样进行等荷载反复加卸荷试验。【结果】研究结果表明：当应力水平低于裂缝损伤应力时，滞回曲线在循环过程中由疏至密；当应力水平高于裂缝损伤应力时，滞回曲线并不会表现出明显的密集特征；当应力水平低于裂缝损伤应力时，在第一次加卸载过程中损伤已基本形成，花岗岩发生的声发射事件有限，而砂岩声发射事件稀少，并在后续循环累积过程中损伤明显减少；当应力水平超过裂缝损伤应力时，两种岩石在循环加卸荷过程中会逐次产生明显的损伤，且应力水平超过裂缝损伤应力越高，损伤增长速度越快。【结论】循环荷载的增大会促进花岗岩内部裂纹的扩展，导致声发射事件变得活跃，而砂岩只有在应力水平提高至93%时，声发射事件才表现出明显间歇性增长规律。     

岩石声发射b值及其计算方法研究

【目的】声发射技术被广泛应用于岩土工程等领域中，该技术对灾害的监测预警起到很好的辅助作用。其中，b值分析已经成为研究的一个重要方面。【方法】为了系统总结岩石声发射b值的相关研究，通过查阅总结已有的文献资料，对声发射特征参数b值近年来的研究现状及进展进行阐述，探讨b值的计算方法。【结果】通过对b值计算公式、数据处理方法的详细阐述，总结出两种常用的b值计算方法的优势和局限性。【结论】最后对岩石声发射b值的研究工作进行分析，为今后研究中的进一步解决相关问题提供思路，本研究成果可对岩石声发射b值的有关研究提供一些帮助。     

声速及加载速率对混凝土强度及声发射特征影响的试验研究

利用SAM-2000三轴试验机及声发射仪对C30混凝土试样进行不同加载速率下的单轴压缩声发射试验,得到了试件应力及声发射特征的时间曲线,并对比分析了试件宏观破坏形态及声发射三维定位图.研究表明:(1)混凝土试件声速值标准偏差大,离散性高,综合物理性能相差较大;(2)加载速率及声速值对混凝土力学性能没有表现出简单的正相关...     

泡沫陶瓷的压缩破坏行为

在压缩条件下研究了两种不同工艺生产(1#自然硬化法和2 #高温烧结法)的泡沫陶瓷压缩破坏行为.实验结果表明:这两种泡沫陶瓷的压缩行为表现不同,破坏机理不同.1#泡沫陶瓷压缩应力-应变曲线具备泡沫铝材料压缩应力-应变曲线典型的“三阶段”特征,其变形主要表现泡沫铝弹塑性材料的变形特性,在变形过程中又体现2 #泡沫陶瓷脆性材料的破坏行为;2 #泡沫陶瓷则不显示致密段,陶瓷棱边的脆性断裂导致其流动应力随应变的增加起伏变动很大     

声发射技术在Q345E钢拉伸损伤破坏中的应用研究

针对风电机组倒塌事故频发的问题,综合塔筒材料和声发射技术在动态监测与评价方面的特点,探讨了声发射技术用于风电塔筒动态监测的可行性,研究了塔筒材料Q345E两种典型试样在外力作用下的应力变化曲线和对应的声发射特点,验证了Q345E材料的拉伸断裂机制与声发射特征参量的相关性。结果表明,预制缺陷的A组试样与B组相比,声发射信号的活动性更强烈,参数分布范围更广,材料在屈服和颈缩阶段有明显的声发射信号特征。     

水泥土蠕变声发射特性及损伤试验研究

为了探究水泥土在长期荷载作用下内部微观结构损伤变形的变化规律,采用声发射这一无损监测手段对不同龄期下的水泥土进行了单轴蠕变声发射监测试验。研究结果表明:水泥土的强度随龄期呈幂函数增长;水泥土具有较强的软土流变特征,龄期越长,初始蠕变量和稳态蠕变速率越低;水泥土的声发射活跃程度随着龄期的增长而增加,这主要与水泥土内部土颗粒与水泥之间相互作用产生的微观结构相关,龄期短时主要以摩擦和滑移信号为主,龄期长时,除了摩擦和滑移信号,还伴随着晶粒的位错、断裂信号;声发射参数累计值与蠕变曲线特征一致;基于weibull分布函数,得到了基于声发射参数的水泥土蠕变损伤本构模型,能很好模拟各龄期下水泥土的损伤变形特征;龄期越长,均质性系数m越大。     

5182铝合金热压缩变形流变应力

在Gleeble -15 0 0热模拟机上对 5 182铝合金在应变速率为 0 .0 5 -2 5S- 1 ,变形温度为 3 0 0～ 5 0 0℃条件下的流变应力行为进行了研究 .结果表明 :在实验范围内 ,5 182热压缩变形时均存在较明显的稳态流变特征 ;在高应变速率 ( ε =2 5S- 1 )下 ,当变形温度为 3 0 0℃时 ,流变应力出现了明显的峰值应力 ,表现为连续动态再结晶特征 ;可采用Zener-Hollomon参数的的双曲正弦函数来描述 5 182铝合金高温变形时的流变应力行为 ;获得的流变应力σ解析表达式中A、α和n值分别为 2 1.3 6× 10 1 1 s- 1 、0 .0 17MPa- 1 和 5 .2 3 ;其热变形激活能Q为 195 .86kJ mol.     

受酸腐蚀花岗岩反复加卸载后力学性能研究

【目的】地下工程在施工时常面临着反复加卸载和酸腐蚀的双重影响，导致岩石的物理力学性质发生劣化，对工程造成不良影响，有必要开展相关研究。【方法】为了探究水化学环境下岩石反复加卸载力学性能劣化机理，选取在不同水化学溶液浸泡后的花岗岩进行反复加卸载试验，分析破坏形式并研究pH值和腐蚀时间以及加载次数对应力、应变影响的规律。【结果】结果表明：在水化学溶液腐蚀和反复加卸载双重耦合作用下，随着腐蚀作用加强，破坏形态由剪切破坏向劈裂破坏转变，由脆性向塑性转化比较明显；轴向应变和轴向应力随加载次数的增加逐渐增大，随着水溶液pH值的减小其峰值强度没有减小，反而有小幅上升。【结论】在水化学溶液腐蚀和反复加卸载耦合的作用下，花岗岩力学性能劣化明显。研究结果可为岩体工程在酸腐蚀和循环加卸载耦合作用下的长期稳定性的评价提供试验参考和依据。     

MIMO信号调制方式盲识别

提出一种基于盲信号分离的方法对MIMO信号进行调制识别. 该方法对接收信号的相关矩阵作奇异值分解,用于估算发射天线数目,并对信号进行白化. 采用特征值矩阵的联合近似对角化(joint approximate diagonalisation of eigen-matrices, JADE)算法对接收信号进行分离,恢复发送端信号. 通过分析信号的频谱特征,提出4 个新的特征参数,并结合四阶累积量实现对MIMO体制下6 种信号调制方式的识别. 识别过程中无需估计载波频率和符号率等参数,具有较强的实用性. 仿真结果表明文中提出的方法具有良好的性能.     

单轴压缩试验中年代效用与粘性对粘土变形的综合影响

通过一系列恒定应变率的单轴压缩试验,对高岭土的年代效用和粘性进行了研究.实验中观察到了未掺水泥的高岭土的显著的蠕变变形.经过恒定载荷作用一定时间后重新以恒定应变速率加载时,掺水泥的高岭土在较大的应力范围内有很陡的应力-应变关系曲线.实验发现,通过掺水泥,高岭土的湿陷和蠕变变形明显降低.未掺水泥和掺水泥的高岭土,屈服后的e-log(σ′ν)关系为线性关系,且与饱和期和/或养护时的应力无关     

金属热变形应力-应变曲线数学模型的研究与应用

该文较全面地分析了国内外关于金属热变形应力-应变曲线的各种数学模型,对两种类型的热变形应力-应变曲线,即动态回复型和动态再结晶型曲线进行了讨论.通过对35CrNi3MoVA钢的热变形过程的详细研究,首次提出了一种新的适合于工程应用的真实应力-应变曲线的数学模型:σ=Aε^aε^bexp[-(cT+dε)],该模型为计算变形力和进一步实现控制锻造提供了很有价值的参考依据.     

根据反射声波相位信息识别分层介质结构

通过提取分层介质声回波的相频特征信息,对物理性质未知的分层材料实现了有效的分类识别. 分类对象为单层材料、包含两种不同声速和密度的两种双层材料、外层较硬中间较软的三层结构,硬和软是指两种材料c值的相对大小. 数值模拟表明该方法对4种分层结构能进行有效识别. 采用优化的分类流程可减小测量的工
作量.     

相对密度和应变率对泡沫铝压缩行为的影响

利用分离式霍布金森压杆(SHPB)和电子万能试验机研究了不同密度的开孔与闭孔泡沫铝在动、准静态下的压缩力学性能.结果表明:开孔与闭孔两种泡沫铝静态和动态压缩应力-应变曲线均具有多孔泡沫材料明显的三阶段特征,即线弹性段,塑性屈服平台段及致密段.相对密度对泡沫材料屈服强度和流动应力有很大影响,在静、动态响应下泡沫铝的应力均随相对密度的增大而增大,通过对本实验结果进行拟合,得出泡沫铝强度与相对密度的关系式常数.开孔泡沫铝的强度和流动应力均明显升高,表现出应变率敏感性,而闭孔泡沫铝对应变率不太敏感或应变率敏感程度较差.     

C194铜合金热压缩变形流变应力

在Gleeble-1500热模拟机上对C194铜合金在应变速率为0.01～10s~(-1)、变形温度为650～850℃条件下的流变应力行为进行了研究.结果表明:在实验范围内,C194铜合金热压缩变形时发生明显的动态再结晶;用Zener-Hollomon参数的指数函数形式能较好的描述C194铜合金高温变形时的流变应力行为;所获得的应变速率ε解析表达式中,参数A和β值分别为6.35×10~9 s~(-1)和0.119 MPa~(-1);其热变形激活能Q为316.11 kJ/mol.     

基于MFCC与GFCC混合特征参数的说话人识别

针对说话人识别中单一参数表征不够全面的特点,将抗噪性能一般的传统MFCC参数与鲁棒性更强的GFCC参数相互融合,并结合它们的动态特性构成一种新的混合参数.针对特征参数维数过高造成的冗余,研究了每种特征参数各分量与识别结果的关系,舍弃其中贡献较低的分量以实现特征参数降维的目的,并将混合参数应用于基于高斯混合模型的说话人识别系统.仿真实验表明,该混合特征参数具有更好的识别性能和抗噪性.     

基于应变模态的桁架结构损伤指标研究

基于应变模态的损伤识别方法,根据桁架结构的杆单元应变特点,利用结点的振型位移引起的杆单元长度变化从而计算得出结构的应变模态,并通过数值仿真验证了仅一阶应变模态改变率对损伤的准确识别,同时以该参数作为输入特征参数构造神经网络对杆单元损伤进行了识别,均取得了较为理想的结果.     

薄壁方形钢管/竹胶板组合空芯短柱抗压测试

对带约束拉杆和不带约束拉杆2组各5个薄壁方形钢/竹胶板组合空芯短柱(SBCC)进行轴心抗压试验,考察SBCC受压破坏形态,重点分析横向约束拉杆对试件破坏特征荷载的影响.结果表明:不带约束拉杆试件以竹胶合板基体之间的开胶破坏为主,而带约束拉杆试件主要为柱端材料压折破坏.相对于不带约束拉杆试件,带约束拉杆试件的开裂破坏荷载提高约19.4%,平均极限承载荷载(平均极限压应力)提高约17.2%,轴向压缩变形和压应变均有提高.拉杆约束可抑制SBCC短柱的开胶失效,改变其极限破坏形式而提高其抗压能力.