[发明专利]基于声发射特征的散粒体间微观力学行为辨识方法

权利要求书

1.一种基于声发射特征的散粒体间微观力学行为辨识方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10，在单颗粒加载装置的下载荷板放置散粒体颗粒；

S20，在单颗粒加载装置底座上安装声发射测量系统；

S30，按照预设的加载速度控制单颗粒加载装置的上载荷板对散粒体颗粒进行压碎；

S40，通过压力传感器获取加载全过程单颗粒加载装置施加给散粒体颗粒的轴向荷载，通过位移传感器获取加载时压缩散粒体颗粒时产生的轴向位移，并通过声发射测量系统全程获取散粒体颗粒在破碎过程中产生的原始声发射时域电信号，根据轴向荷载、轴向位移和原始声发射时域电信号辨识散粒体间微观力学行为。

2.根据权利要求1所述的基于声发射特征的散粒体间微观力学行为辨识方法，其特征在于，根据轴向荷载、轴向位移和原始声发射时域电信号辨识散粒体间微观力学行为包括：

根据轴向荷载确定压碎过程中散粒体颗粒的轴向荷载随时间变化曲线；

根据轴向位移确定压碎过程中散粒体颗粒的轴向位移随时间变化曲线；

根据轴向荷载随时间变化曲线、轴向位移随时间变化曲线和原始声发射时域电信号确定压碎过程中散粒体颗粒辨识散粒体间微观力学行为。

3.根据权利要求1所述的基于声发射特征的散粒体间微观力学行为辨识方法，其特征在于，对散粒体颗粒进行压碎的过程包括五个阶段；该五个阶段包括：

在加载初期，散粒体颗粒轴向荷载呈上凹状增长，部分颗粒的轴向荷载表现为震荡式上凹状增长，此时声发射事件率呈串珠状，且伴随为50kHz左右的低频信号，判定受压颗粒处于阶段(Ⅰ)：颗粒位置调整及孔隙/裂隙压密阶段；

当轴向荷载呈线弹性增长，此时声发射事件率呈弥散状态，且伴随有100～200kHz频率信号，判定受压颗粒处于阶段(Ⅱ)：弹性变形阶段；

当轴向荷载继续呈线弹性增长，此时声发射事件率重新开始快速增长，且伴随有零星高于200kHz的高频信号，判定受压颗粒处于阶段(III)：微裂纹稳定增长阶段；

当轴向荷载呈震荡式增长，此时声发射事件率加速增长，且伴随有大量频率为200～700kHz的高频信号，判定受压颗粒处于阶段(Ⅳ)：微裂纹不稳定增长阶段；

当轴向荷载呈断崖式下降，此时在低应力状态下声发射事件率仍持续快速增长，且伴随大量频率为200～700kHz的高频信号，判定受压颗粒处于阶段(Ⅴ)：破坏阶段。

4.根据权利要求1所述的基于声发射特征的散粒体间微观力学行为辨识方法，其特征在于，所述单颗粒加载装置的上载荷板和下载荷板包括刚性固体压头。

5.根据权利要求1所述的基于声发射特征的散粒体间微观力学行为辨识方法，其特征在于，步骤S10之前，还包括：

分别在单颗粒加载装置的上载荷板和下载荷板附着隔声屏障，以降低环境及加载系统的静电噪音，所述隔声 屏障包括橡皮膜及具有光滑平面的钢板。