[发明专利]岩石破裂声发射监测优势频段的选取算法

说明书

技术领域

本发明涉及岩石力学领域，具体为岩石破裂声发射监测优势频段的选取算法。

背景技术

岩石破坏的本质原因是由于内部裂纹的萌生、扩展与贯通的累积损伤与岩石发生断裂破坏过程。岩石材料的不透明性，导致破裂致灾过程的监测十分困难。岩石破裂存在从微细观尺度破裂到宏观尺度破坏的演化过程，采取一种能准确、高效、实时地反映岩石细观破裂信息的监测技术，对于研究岩石的宏观断裂过程是十分重要的。针对该项领域的研究，目前没有相应的研究成果。

由于岩石破裂问题的复杂性、噪声的干扰以及声发射数据的海量性和时域参数的随机性，监测结果的失真或误判时有发生。纠其原因，主要有三个方面的影响：

其一，在现阶段选取声发射监测的特征频段算法不够准确。针对岩石破裂声发射有效监测频段的选取还需要进一步加深，否则难以从定性过渡到定量来分析岩石破裂问题；

其二，声发射传感器的频段过宽，许多噪声信号同样被采集，对监测结果产生了很大的影响，甚至会出现误判；

其三，传感器的响应速度与频段成反比，即频段越宽，响应速度越慢。但岩石的脆性破裂时是瞬间发生的，较慢的响应速度显然无法满足监测的需要。

发明内容

针对上述问题，本发明构建了一种岩石破裂声发射监测优势频段的选取算法，能够充分考虑不同频段的声发射信息，及其对破裂问题的敏感度，采集数据丰富，可靠性强。

本发明是通过以下技术方案实现的：

岩石破裂声发射监测优势频段的选取算法，包括以下步骤：

(1)前兆优势频段的求解算法

以岩石损伤破裂过程出现的第一个声发射信号作为基准信号，选取基准信号的某个特征参数，其数值为C；h为在t时刻的声发射特征参数值的增量；Θ_i(t)为岩石破裂过程中声发射特征参数的观测值；r_i(t+Δt)为t时刻到(t+Δt)时刻声发射特征参数的特征函数；

特征函数r_i(t+Δt)求解如下：

r_i(t+Δt)＝Θ_i(t+Δt)-Θ_i(t)(1)

若对信号进行小波分解，r(t)展开求解如下：