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河北省自然科学基金(E2012209047): 作品数：26 被引量：226H指数：10; 相关作者：张艳博刘祥鑫田宝柱梁鹏刘善军更多>>; 相关机构：华北理工大学河北联合大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室更多>>; 发文基金：河北省自然科学基金国家自然科学基金河北省高等学校科学技术研究指导项目更多>>; 相关领域：矿业工程理学建筑科学水利工程更多>>

含水砂岩在破坏过程中的频谱特性分析被引量：25: 2013年; 通过对含水砂岩进行单轴加载声发射试验,获取声发射信号。对整个加载过程声发射信号进行FFT变换,发现随着加载地进行,声发射信号的峰值频率由60 kHz下降到40 kHz,平均主频比自然状态下的砂岩平均主频降低了1 kHz;通过分析能量和岩石声发射事件数之间的关系,发现能量与对应声发射事件数之间的比值越大,说明能量是由较大的破裂导致的,而能量值与对应声发射事件数之间的比值越小(数量级在104以下),说明能量是由多个小破裂同时产生积聚而成的;用Welch法做功率谱估计,发现得到的声发射信号其功率谱大致分为A、B两种,B类功率谱对应信号的相位突变性强。选取一些较大能量信号,计算这些信号出现之前的B类型功率谱出现的几率,发现越接近破裂出现B类型功率谱的几率越大。研究结果为分析岩石破裂全过程的声发射特性提供了一条新的思路,也为声发射应用于岩石破裂失稳预报奠定了一定的工作基础。; 张艳博黄晓红李莎莎刘祥鑫; 关键词：声发射信号主频

水对花岗岩巷道岩爆声发射特征影响实验研究被引量：9: 2015年; 采用双轴伺服控制试验机对干燥和饱水花岗岩进行巷道岩爆模拟实验,同时采用声发射系统监测并采集数据,研究了水对花岗岩岩爆过程中声发射特征的影响。结果表明:岩爆过程中饱水岩样事件率呈上升趋势,峰值载荷前没有事件率平静期,而干燥花岗岩事件率呈下降趋势,峰值载荷前有明显的事件率平静期;自水平方向卸荷开始,岩样振铃计数率、能率突增,饱水岩样事件率高于干燥岩样,但振铃计数率、能率均低于干燥岩样,且有几段振铃计数率平静期,表明水的存在丰富了声发射活动,但降低了声发射信号强度,降低了微观破裂的活动性;干燥花岗岩振铃计数率峰值发生在峰值载荷附近,而饱水岩样振铃计数率峰值出现时距离峰值载荷较远;主破裂前声发射非均匀性指标Cv值的快速上升,表明岩样内部出现大破裂或裂缝贯通,声发射事件局部集中程度加强,造成其声发射事件分布的非均匀性增强,可作为岩爆发生的前兆特征。; 张艳博李健刘祥鑫田宝柱; 关键词：花岗岩岩爆声发射非均匀性

岩石破裂断口微观形貌特征被引量：4: 2015年; 为研究岩石破裂断口微观形貌特征,采用灰度共生矩阵法,通过对干燥和饱水花岗岩、粉砂岩进行单轴加载实验,结合场发射扫描电镜实验进行研究.结果表明:基于灰度共生矩阵的角二阶矩、对比度、相关度、熵4个特征值能够较好地描述岩石破裂断口的微观形貌特征,这为岩石微结构的定量化研究提供了一条新的思路.通过对4个特征值的分析发现,岩石微观裂纹起裂、发展的方向与岩石的受力方向成一定夹角;水对岩石微裂纹扩展方向无较大影响,但水可以促进微裂纹的扩展;干燥岩石微观断口破裂面大,破裂深度较浅,饱水后破裂面变小,破裂深度增加.研究结果对岩石失稳破坏机制获得更为深入的认识,更好地为岩石灾变基础理论研究服务.; 张艳博梁鹏刘祥鑫刘善军田宝柱; 关键词：花岗岩粉砂岩微观形貌

花岗岩破裂过程声发射主频多元前兆信息识别被引量：23: 2017年; 通过开展自然花岗岩单轴压缩声发射实验,获取岩石变形破裂全过程声发射波形信号,基于频谱分析理论,分析花岗岩破裂过程声发射主频演化规律,研究花岗岩变形破裂的主频多元前兆特征。研究结果表明:最高频、最低频、敏感主频出现率和主频变异系数4个参数能够从不同角度反映岩石破裂过程,适合作为岩石失稳预测的主要参数;岩石破裂前,最高频密集出现接近110 k Hz的主频值,最低频由接近0.4 k Hz低频值密集出现的活跃期转入极少接近0.4 k Hz低频值出现的稳定期;35~45 k Hz频段的主频值对此类花岗岩内部裂纹积聚最为敏感,加载后期此频段主频出现率突现大幅度下降并转入平静;主频变异系数在岩石破裂前密集出现较大幅度上升点。经统计分析,4个参数对岩石破裂前兆的响应时间从早到晚依次为最高频、最低频、敏感主频出现率和主频变异系数。不同参数能够从不同角度反映岩石内部裂纹演化过程,鉴于岩石变形破坏的复杂性,建议对各参数进行联合分析,为岩石破裂灾变提供更可靠的预警信息。; 张艳博于光远田宝柱刘祥鑫梁鹏; 关键词：花岗岩声发射主频

基于多参量归一化的花岗岩巷道岩爆预测试验研究被引量：24: 2016年; 通过室内模拟花岗岩巷道岩爆试验,基于线性函数转换的归一化算法,将试验中获得的声发射场和红外温度场等多参量进行归一化处理,在分析其原始曲线特征的基础上,分析各参量在同一尺度下的演化特征,综合研究花岗岩巷道岩爆前兆。研究结果表明:声发射事件率、声发射能率、最高和最低红外辐射温度均适合作为岩爆灾害预测的主要参数。岩爆发生过程中各参量经过归一化处理,在统一尺度下能够快速、有效地识别岩爆发生的前兆。声发射能量加速释放是岩爆发生的早期预警信息;声发射平静期可作为岩爆灾害预警与采取控制措施的关键时期;最低辐射温度突降和最高辐射温度突增表明岩爆随时都有可能发生,这是岩爆发生的征兆。试验结果为岩爆灾害预测研究提供了新的方法和依据。; 张艳博梁鹏刘祥鑫刘善军田宝柱; 关键词：岩石力学声发射红外辐射

水岩耦合巷道掌子面破裂的红外时空演化特征被引量：2: 2016年; 利用红外热像仪进行无水、无压水、承压水作用下石灰岩双轴加载破裂失稳观测实验,研究巷道掘进时掌子面破裂过程中的红外辐射时空演化规律,以此识别掘进方向的水体情况。实验结果表明:掘进前方不含水体时,掌子面破裂在时序上表现为温度线性升高,破裂前升温加速,在空间上表现为前期均匀升温,临近破裂前出现温度场分异,形成局部高温区,升温加速;掘进前方存在无压水时,温度曲线呈"一级台阶"状上升,热像表现为高温场包围低温场;掘进前方存在承压水时,温度曲线呈"波浪"状上升,热像交替升降温,最终大幅度降温。研究结果可为巷道开挖的遥感观测及巷道渗漏水预测提供理论指导。; 张艳博刘翠萍梁鹏刘祥鑫田宝柱; 关键词：红外辐射承压水

某铁矿采空区地压监控及稳定性分析被引量：3: 2013年; 引进STL-12型多通道声发射监测系统,利用声发射技术对采空区地压进行全天候实时监测。提出整理分析声发射数据与井下现场查看相结合的监测方法。整理和分析了1a左右的监测数据,总结出岩石破坏时的声发射波形特征、常见波形出现的原因和特点,确定目前采空区的稳定性良好,可保证矿山的安全生产。; 张洋李占金李示波张艳博; 关键词：声发射采空区地压监控稳定性

多场前兆信息辨识粉砂岩巷道突水模拟实验研究被引量：1: 2016年; 采用高速照相机、红外热像仪和声发射系统对巷道掘进面突水过程进行监测,总结加载过程中可见光图像、红外辐射温度以及声发射参数变化规律,寻找粉砂岩巷道突水的前兆信息。研究结果显示,突水发生前,巷道掘进面的渗水面积因渗水量增大而出现扩大情况。随载荷的增加,突水呈现2种模式,即"渐变型"和"突增型"。2种模式的突水发生前均存在多场信息变化的前兆。"渐变型"突水发生前红外最低温曲线呈现"降转升"波动,声发射出现大量低能率事件。"突增型"突水发生前红外最低温曲线为"突升转平静"变化,声发射表现为大量高能率事件。经统计分析,3种监测手段对突水前兆响应顺序为:红外>可见光>声发射。由于巷道突水的复杂性,建议采用多场联合监测方法,为突水监测提供更可靠的预警信息。; 张艳博于光远刘祥鑫田宝柱梁鹏张超; 关键词：粉砂岩突水前兆

软岩巷道掘进突水过程红外时空演化特征研究被引量：2: 2016年; 为了获取软岩巷道掘进工作面突水过程的红外时空演化特征,为实际工程巷道开挖过程中突水事故以及隧道渗漏水的时空预测与遥感监测提供理论基础,研究了粉砂岩双轴加载突水过程的红外辐射特征,从时、空要素综合预测识别突水信息。试验结果表明:1根据突水量的大小,将粉砂岩突水演化过程划分为"渗水→滴水→淋水→涌水"4个阶段;2粉砂岩突水不同阶段红外辐射温度曲线特征各不相同,其中升温速率加快可作为突水量增大的前兆,最低辐射温度出现骤升骤降预示突水的发生;3加载过程中,高温异常区即为渗水的发生位置,也是最终突水位置。渗水前10 s左右,对应渗水部位会出现高温异常,渗水发生后,高温异常转低温异常,且随着水量增大,降温幅度越大。利用红外热像仪,从时空综合预测角度研究突水的识别和监测预报,在一定程度上可以减少实际工程中突水事故带来的损失。; 张艳博刘翠萍梁鹏刘祥鑫田宝柱; 关键词：软岩巷道红外辐射

水对花岗岩巷道岩爆红外辐射特征的影响被引量：11: 2015年; 为研究水对岩爆发生的影响,采用自然与饱水花岗岩进行岩爆模拟实验,以美国Therma CAM SC3000红外热像仪为观测手段,研究了水对花岗岩巷道岩爆红外辐射特征的影响.结果表明:饱和花岗岩AIRT初始阶段温度上升速度快;岩爆发生前饱和岩样最高、最低温度均有微小突变,饱和岩样的岩爆前兆特征更易捕捉.岩爆瞬间,自然岩样孔洞左右两侧AIRT突然升高,岩样表面最低温度曲线呈线性上升,而饱和岩样AIRT和最低温度曲线均下降;饱和花岗岩AIRT平均值比自然花岗岩高,并且单位载荷下AIRT增量更大;趋近岩爆发生,花岗岩红外辐射温度表现出临界慢化特征,系统内在变化速率降低,与前一时刻状态越来越相似,其自相关系数转向增大的趋势,这可以作为岩爆发生的前兆特征.; 张艳博李健刘祥鑫田宝柱刘善军; 关键词：花岗岩岩爆红外辐射

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