[发明专利]一种判别工程现场不同层位岩性的声发射方法及系统

权利要求书

1.一种判别工程现场不同层位岩性的声发射方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，制备组合岩体，安装好声发射宽频探头，并检测声发射各个通道是否接收正常；

步骤2，进行单轴加载，并同步进行声发射监测，获得声发射数据；

步骤3，分析并处理声发射数据，根据自主编程程序获得频谱图。

2.如权利要求1所述的判别工程现场不同层位岩性的声发射方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：

步骤11，以岩性分别为A、B、C的三种岩体制备成组合岩体材料试件，组合岩体的尺寸为100mm×50mm×50mm；并将组合岩体材料上下两面磨平，使组合岩体的上表面和下表面有低于0.02的不平行度；

步骤12，将试件放置至单轴伺服压力机的承载台上；

步骤13，将至少6个声发射宽频探头通过声发射耦合剂黏贴至组合岩体的外表面的不同位置；声发射宽频探头布置时要注意将至少6个头布置在组合岩体的前后左右四个面，以满足对整个组合岩体立体定位；

步骤14，将探头按照步骤13所述的方式布置完成后，在组合岩体上进行断铅试验，观察声发射各个通道信号是否接收正常；然后通过矩阵测试获得该组合岩体的波速，并将该波速输入监测系统。

3.如权利要求1所述判别工程现场不同层位岩性的声发射方法，其特征在于，所述步骤3具体包括如下步骤：

步骤31，分析声发射定位数据，对不同层位的声发射定位数据进行区分；

步骤32，将步骤31所述的不同层位的声发射定位数据变换成波形数据；

步骤33，基于自主编程程序，利用Matalab软件分别对组合岩体不同层位的声发射数据进行变换，获得其频谱信息，由频谱图上的最大值确定不同层位其主频值；

步骤34，对步骤33中所述的不同层位主频值采用归一化的方法进行处理。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的判别工程现场不同层位岩性的声发射方法所采用的声发射系统，其特征在于，所述声发射系统包括：

加载系统，用于对组合岩体产生轴向压力，使组合岩体内部的能量以声波形式传出所述组合岩体；所述加载系统包括伺服压力机，所述伺服压力机设有活塞杆和承载台，所述活塞杆位于所述组合岩体上方；

组合岩体，所述组合岩体呈长方体状，所述组合岩体沿高度方向均匀分为三层；所述组合岩体设在所述承载台上；

监测系统，用于监测所述组合岩体内发射的声波，根据声波特性分析岩体特性；所述监测系统包括声发射宽频探头，多个所述声发射宽频探头设在所述组合岩体的外表面。

5.如权利要求4所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，其特征在于，所述组合岩体包含的三层岩体从上至下依次为第一层岩体、第二层岩体和第三层岩体；所述第一层岩体为砂岩；所述第二层岩体为灰岩；所述第三层岩体为岩浆岩。

6.如权利要求5所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，其特征在于，所述声发射宽频探头有6个及6个以上；

优选地，所述声发射宽频探头有6个，分别为第一声发射宽频探头、第二声发射宽频探头、第三声发射宽频探头、第四声发射宽频探头、第五声发射宽频探头、第六声发射宽频探头；所述第一声发射宽频探头连接在所述第一层岩体的后侧面；所述第二声发射宽频探头连接在所述第一层岩体的左侧面；所述第三声发射宽频探头连接在所述第一层岩体的右侧面；所述第四声发射宽频探头连接在所述第三层岩体的前侧面；所述第五声发射宽频探头连接在所述第三层岩体的左侧面；所述第六声发射宽频探头连接在所述第三层岩体的右侧面；

再优选地，所述声发射宽频探头与所述组合岩体的外壁之间设有声发射耦合剂。