种类型传感器的型号分别为R6 a 2, WD 3和Nano30 4型传感器，其工作频率为35kHz?100kHz，125kHz?750kHz和100kHz?1000kHz。试验时在传感器和试样之间涂上凡士林5，增强二者耦合性，减少声发射信号的衰减。
[0040](3)如图3所示，采用压力机对试件进行单轴加载，先预加载至1.5kN，随后以0.2mm/min的速率加载至破坏。试验过程中采用声发射系统实时同步监测试样的破裂过程，利用R6 a，Nano30和WD三种类型声发射传感器米集岩石试样破裂全过程的声发射信号。试验中采用的加载系统为长春朝阳试验仪器有限公司生产TAW - 3000伺服岩石力学试验机，声发射采用美国物理声学公司PAC生产的PC1- 2型多通道声发射监测系统。
[0041](4)如图4所示，选择试样从加载到破坏整个过程三种类型传感器接收的声发射波形信号，对所有波形进行FFT变换，获得不同时刻声发射信号主频和主频幅值信息。
[0042](5)如图5所示，绘制花岗岩三种类型传感器条件下的声发射信号幅值-主频关系图。
[0043](6)对比分析三种类型传感器条件下花岗岩声发射信号幅值-主频关系图，观察其频率范围特征，可以得到花岗岩破裂过程声发射监测优势频段为0.49kHz?100kHz。
[0044]实施例2:
[0045]本实施例为单轴压缩条件下采用多传感器技术确定泥质粉砂岩的声发射优势频段，现进行以下操作:
[0046](1)对江西赣州某矿区泥质粉砂岩进行加工，制备成50mmX50mmX 100mm的标准长方体试样。
[0047](2)如图2所示，将岩石试件安装在压力机的试样台上，在该岩样1中部安装三个不同类型声发射传感器，三种类型传感器的型号分别为R6a 2，WD 3和Nano30 4型传感器，其工作频率为35kHz?100kHz，125kHz?750kHz和100kHz?1000kHz。试验时在传感器和试样之间涂上凡士林5，增强二者耦合性，减少声发射信号的衰减。
[0048](3)如图3所示，采用压力机对试件进行单轴加载，先预加载至1.5kN，随后以0.2mm/min的速率加载至破坏。试验过程中采用声发射系统实时同步监测试样的破裂过程，利用R6 a，Nano30和WD三种类型声发射传感器米集岩石试样破裂全过程的声发射信号。试验中采用的加载系统为长春朝阳试验仪器有限公司生产TAW - 3000伺服岩石力学试验机，声发射采用美国物理声学公司PAC生产的PC1- 2型多通道声发射监测系统。
[0049](4)如图4所示，选择试样从加载到破坏整个过程三种类型传感器接收的声发射波形信号，对所有波形进行FFT变换，获得不同时刻声发射信号主频和主频幅值信息。
[0050](5)如图6所示，绘制泥质粉砂岩三种类型传感器条件下声发射信号幅值-主频关系图。
[0051](6)对比分析三种类型传感器条件下泥质粉砂岩声发射信号幅值-主频关系图，观察其频率范围特征，可以得到泥质粉砂岩破裂过程声发射监测优势频段为0.49kHz?65kHz ο
[0052]实施例3:
[0053]本实施例为单轴压缩条件下采用多传感器技术确定大理岩的声发射优势频段，现进行以下操作:
[0054](1)对山东莱州某矿区大理岩进行加工，制备成50mmX50mmX 100mm的标准长方体试样。
[0055](2)如图2所示，将岩石试件安装在压力机的试样台上，在该岩样1中部安装三个不同类型声发射传感器，三种类型传感器的型号分别为R6 a 2, WD 3和Nano30 4型传感器，其工作频率为35kHz?100kHz，125kHz?750kHz和100kHz?1000kHz。试验时在传感器和试样之间涂上凡士林5，增强二者耦合性，减少声发射信号的衰减。
[0056](3)如图3所示，采用压力机对试件进行单轴加载，先预加载至1.5kN，随后以0.2mm/min的速率加载至破坏。试验过程中采用声发射系统实时同步监测试样的破裂过程，利用R6 a，Nano30和WD三种类型声发射传感器米集岩石试样破裂全过程的声发射信号。试验中采用的加载系统为长春朝阳试验仪器有限公司生产TAW - 3000伺服岩石力学试验机，声发射采用美国物理声学公司PAC生产的PC1- 2型多通道声发射监测系统。
[0057](4)如图4所示，选择试样从加载到破坏整个过程三种类型传感器接收的声发射波形信号，对所有波形进行FFT变换，获得不同时刻声发射信号主频和主频幅值信息。
[0058](5)如图7所示，绘制三种类型传感器条件下的声发射信号幅值-主频关系图。
[0059](6)对比分析三种类型传感器条件下大理岩声发射信号幅值-主频关系图，观察其频率范围特征，可以得到大理岩破裂过程声发射监测优势频段为0.49kHz?65kHz。
[0060]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种岩石灾变声发射优势频段确定方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)、制备不同岩性的标准长方体试样； 2)、将三种不同类型声发射传感器贴在制备好的长方体试样上，传感器和试样之间涂凡士林； 3)、利用岩石力学试验机对试样施加载荷，利用三种不同类型声发射传感器同时接收试样破裂全过程产生的声发射信号； 4)、利用声发射频谱分析系统，对接收到声发射信号进行快速傅里叶变换，获得二维频谱图；二维频谱图中最大幅值对应的频率为该声发射信号的主频；最大幅值为此信号主频幅值； 5)、选择试样从加载到破坏整个过程三种类型传感器接收的声发射波形信号，对所有波形进行FFT变换，获得不同时刻声发射信号主频和主频幅值信息，绘制三种类型传感器条件下声发射信号幅值-主频关系图； 6)、对比分析三种类型传感器条件下声发射信号幅值-主频关系图，观察三种类型传感器接收声发射信号频率范围，确定该类岩石灾变声发射监测优势频段。2.根据权利要求1所述的一种岩石灾变声发射优势频段确定方法，其特征在于，三种所述长方体试样分别为花岗岩、大理岩和泥质粉砂岩。3.根据权利要求1所述的一种岩石灾变声发射优势频段确定方法，其特征在于，长方体试样尺寸为50mmX 50mmX 100mm的标准长方体，试样两端面不平整度误差小于0.05mm,沿高度两对边长度误差小于0.3mm。4.根据权利要求1所述的一种岩石灾变声发射优势频段确定方法，其特征在于，所述岩石力学试验机TAW-3000微机控制电液伺服岩石力学试验机。5.根据权利要求1所述的一种岩石灾变声发射优势频段确定方法，其特征在于，三种类型声发射传感器的型号分别为R6 a，Nano30和WD型传感器，其工作频率为35kHz?100kHz，125kHz ?750kHz 和 100kHz ?1000kHz。
【专利摘要】一种岩石灾变声发射优势频段确定方法，包括以下步骤：制备长方体试样；将声发射传感器贴在长方体试样上，传感器和试样之间涂凡士林；利用岩石力学试验机对试样施加载荷，利用声发射传感器接收声发射信号；利用声发射频谱分析系统，对接收到声发射信号进行快速傅里叶变换，获得二维频谱图；选择试样从加载到破坏整个过程三种类型传感器接收的声发射波形信号，对所有波形进行FFT变换，获得不同时刻声发射信号主频和主频幅值信息，绘制三种类型传感器条件下声发射信号幅值-主频关系图；对比分析三种类型传感器条件下声发射信号幅值-主频关系图，观察三种类型传感器接收声发射信号频率范围，确定该类岩石灾变声发射监测优势频段。
【IPC分类】G01N29/14, G01N1/28
【公开号】CN105277623
【申请号】CN201510764899
【发明人】张艳博, 梁鹏, 田宝柱, 孙林, 姚旭龙, 刘祥鑫
【申请人】华北理工大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月11日