巖質(zhì)邊坡滑移面識(shí)別及穩(wěn)定性的波導(dǎo)聲學(xué)監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、我國的露天金屬礦山已經(jīng)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(duì)邊坡進(jìn)行有效準(zhǔn)確的監(jiān)測、預(yù)測是減輕滑坡災(zāi)害損失、減少人員傷亡最有效的途徑。
　　由于巖質(zhì)邊坡因巖層較厚，同時(shí)巖體中存在不連續(xù)面，造成聲發(fā)射信號(hào)在巖質(zhì)邊坡中的衰減嚴(yán)重，結(jié)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(hào)。因此本文提出在邊坡上布置波導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)，解決聲發(fā)射信號(hào)的衰減和噪聲抑制等問題，并通過波導(dǎo)桿中聲發(fā)射信號(hào)的波形及參數(shù)特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)

2、邊坡滑移面的識(shí)別及滑移失穩(wěn)的波導(dǎo)聲發(fā)射監(jiān)測。
　　本文在聲發(fā)射技術(shù)和導(dǎo)波理論的基礎(chǔ)上，通過理論分析和室內(nèi)試驗(yàn)，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(jié)論：
　?。?）基于導(dǎo)波理論，求解了自由波導(dǎo)桿中縱向?qū)Рǖ膫鞑ヒ?guī)律并且推導(dǎo)了自由波導(dǎo)桿的縱向?qū)Рl散方程，得到了自由波導(dǎo)桿中的縱向?qū)Р芰克俣阮l散曲線。
　?。?）基于導(dǎo)波理論，求解了水泥砂漿錨固圓鋼波導(dǎo)桿中縱向?qū)Рǖ膫鞑ヒ?guī)律，推導(dǎo)了水泥砂漿錨

3、固圓鋼波導(dǎo)桿的縱向?qū)Рl散方程，得到了水泥砂漿錨固圓鋼波導(dǎo)桿的縱向?qū)Р芰克俣阮l散曲線。
　?。?）通過對(duì)試驗(yàn)采集的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行波形處理和分析，基于自由波導(dǎo)桿和水泥砂漿錨固波導(dǎo)桿的能量速度頻散曲線，根據(jù)不同頻率成分的波到達(dá)傳感器的時(shí)差來進(jìn)行聲發(fā)射源定位，從定位結(jié)果來看，用該方法進(jìn)行聲發(fā)射源定位具有較高的準(zhǔn)確性，能夠?yàn)樘幚韼r質(zhì)邊坡滑移失穩(wěn)產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行源定位提供一定理論和現(xiàn)實(shí)依據(jù)。
　?。?）通過對(duì)水泥砂漿錨固波導(dǎo)桿試

4、件的三點(diǎn)彎和剪切試驗(yàn)，建立了聲發(fā)射累計(jì)能量和振鈴累計(jì)計(jì)數(shù)隨著時(shí)間的變化特征，試驗(yàn)結(jié)果表明：水泥砂漿錨固圓鋼波導(dǎo)桿試件破壞過程可以分為兩個(gè)階段，第一階段試件處于壓密狀態(tài)，此時(shí)并無明顯聲發(fā)射活動(dòng)。第二階段為砂漿試件底部微裂紋開始萌生，并逐步擴(kuò)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(kuò)展和波導(dǎo)桿變形。第二階段初始，累計(jì)聲發(fā)射能量和累計(jì)聲發(fā)射振鈴計(jì)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(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡巖體