巖質邊坡滑移面識別及穩(wěn)定性的波導聲學監(jiān)測技術研究.pdf

1、我國的露天金屬礦山已經歷了多年的開采，隨著開采深度的不斷增加，形成了高陡邊坡。因此，對邊坡進行有效準確的監(jiān)測、預測是減輕滑坡災害損失、減少人員傷亡最有效的途徑。
　　由于巖質邊坡因巖層較厚，同時巖體中存在不連續(xù)面，造成聲發(fā)射信號在巖質邊坡中的衰減嚴重，結果是聲發(fā)射傳感器無法接收到或者只能接收到微弱的聲發(fā)射信號。因此本文提出在邊坡上布置波導桿結構，解決聲發(fā)射信號的衰減和噪聲抑制等問題，并通過波導桿中聲發(fā)射信號的波形及參數(shù)特征，實現(xiàn)對

2、邊坡滑移面的識別及滑移失穩(wěn)的波導聲發(fā)射監(jiān)測。
　　本文在聲發(fā)射技術和導波理論的基礎上，通過理論分析和室內試驗，開展了水泥砂漿試件在拉剪條件下聲發(fā)射波形和參數(shù)特征的研究，得出以下結論：
　　（1）基于導波理論，求解了自由波導桿中縱向導波的傳播規(guī)律并且推導了自由波導桿的縱向導波頻散方程，得到了自由波導桿中的縱向導波能量速度頻散曲線。
　　（2）基于導波理論，求解了水泥砂漿錨固圓鋼波導桿中縱向導波的傳播規(guī)律，推導了水泥砂漿錨

3、固圓鋼波導桿的縱向導波頻散方程，得到了水泥砂漿錨固圓鋼波導桿的縱向導波能量速度頻散曲線。
　?。?）通過對試驗采集的聲發(fā)射信號進行波形處理和分析，基于自由波導桿和水泥砂漿錨固波導桿的能量速度頻散曲線，根據(jù)不同頻率成分的波到達傳感器的時差來進行聲發(fā)射源定位，從定位結果來看，用該方法進行聲發(fā)射源定位具有較高的準確性，能夠為處理巖質邊坡滑移失穩(wěn)產生的聲發(fā)射信號進行源定位提供一定理論和現(xiàn)實依據(jù)。
　　（4）通過對水泥砂漿錨固波導桿試

4、件的三點彎和剪切試驗，建立了聲發(fā)射累計能量和振鈴累計計數(shù)隨著時間的變化特征，試驗結果表明：水泥砂漿錨固圓鋼波導桿試件破壞過程可以分為兩個階段，第一階段試件處于壓密狀態(tài)，此時并無明顯聲發(fā)射活動。第二階段為砂漿試件底部微裂紋開始萌生，并逐步擴展延伸為肉眼清晰可見的裂紋。第三階段為砂漿裂紋繼續(xù)擴展和波導桿變形。第二階段初始，累計聲發(fā)射能量和累計聲發(fā)射振鈴計數(shù)都將發(fā)生明顯的突變，可以將此特征作為判斷巖體失穩(wěn)的聲發(fā)射參數(shù)前兆特征，可實現(xiàn)對邊坡巖體