基于小波变换的大尺度岩体结构微震监测信号去噪方法研究

为将小波去噪方法应用于大尺度岩体结构微震监测信号的去噪研究,首先在MAT-LAB环境下进行仿真,验证了使用Symlet6小波进行小波去噪的可行性;利用4种自适应阈值规则对含噪信号进行去噪对比,结果表明4种阈值去噪后的信号在均方差较小的情况下都极大地提高了信号的信噪比,有效地去除了噪声,对不同的含噪信号,无偏似然原则阈值去噪后的信噪比最高,同时均方差也最小,在去噪时显得更为有效;以柿竹园全数字多通道微震监测系统为背景,将MATLAB仿真结论应用于现场微震信号的去噪研究,结果表明小波阈值去噪特别适合大尺度岩体微震信号这一类非稳定信号的去噪分析,既可以对低信噪比的微震信号提取出有效信号,也可以对频率覆盖范围广的微震信号在各尺度上提取并重构出有效信号,实现了对微震真实信号和噪声信号的有效分离.

试论基于微震监测技术研究大尺度岩体破坏机理的必要性及意义

通过例举采矿等大尺度岩体开挖活动造成的大量工程地质灾害及其隐患,阐述了研究大尺度岩体破坏机理的紧迫性及必要性,指出了常规研究方法的局限性,以及基于微震监测技术研究大尺度岩体破坏机理的优越性、重要的学术与现实意义。

岩体原位直剪试验声发射特征及破坏机理研究

声发射技术目前主要应用于小尺度岩石(≤10 cm)的破坏特征研究,但对大尺度岩石(≥70 cm)的破坏特征研究较少,大尺度岩石更接近工程实际,更能反映工程岩体的宏观特征。为探究大尺度岩石(≥70 cm)的裂隙分布、破坏过程和破裂机制的演化规律,在对软弱碳质黑云母片岩进行原位直剪试验时声监测声发射参数,并采用声发射参数分析、声发射波形分析、时频分析技术对声发射信号解析。分析发现:岩体的剪切破坏过程可分为3个阶段:(1)裂纹萌生(弹性变形)阶段,岩体中不存在或存在非常微弱的声发射事件。(2)裂纹扩展阶段,在岩体中观察到少量微裂纹并不断扩展,声发射事件累积,但总体数量较少。(3)破坏阶段,声发射事件显著增加,微裂纹继续扩展和贯通,直至形成宏观断裂。同时将基于振幅的统计指标b和基于r值的统计指标变异系数CV(r)值对比分析,表明CV(r)可以作为岩石断裂破坏强度的判据。本文研究结论如下:岩体受剪切荷载处首先出现声发射事件,随剪切荷载的增大新增的声发射事件逐渐前移,表明微破裂首先围绕在直剪试验岩体的受力部位附近。在岩体破坏阶段,微裂隙集中在局部区域,岩体产生应力集中现象。岩体声发射试验与直剪试验结合可应用于监测及预报工程岩体结构面动力剪切破坏行为特征,预测岩石破裂前兆并可作为现场直剪试验结果的相互验证的有利手段。