[发明专利]一种实验室尺度下声发射实验震源定位的方法

摘要

本发明公开了一种实验室尺度下声发射实验震源定位的方法，先将煤岩体加工成圆柱形试样，然后基于该试样建立其内部的极坐标系，完成后将八个震动传感器布置成双层环绕式，粘贴于煤岩样表面，并分别标定各个震动传感器的坐标，形成多个立体监测网络，对煤岩样进行加载破坏试验中，震动传感器采集接收到的应力波并反馈，然后根据反馈信息采用特定的极坐标定位算法进行震源微破裂定位，全方位的监测圆柱式样内部的裂隙发育。本发明通过构建多个立体监测网，缩短声发射源与震动传感器之间的距离，避免波在传播过程中由于能量衰减造成信号的缺失，有效提高震源定位的精确度。

主权项

1.一种实验室尺度下声发射实验震源定位的方法，其特征在于，具体步骤为：A、在煤矿现场采集煤岩体，然后将现场采集到的煤岩体加工成圆柱形试样，所述圆柱形试样的直径为2r0，高度为h0；B、在圆柱形试样内部建立极坐标系，将圆柱形试样竖直放置在试验箱内的水平面上，选取圆柱形试样中心点O为极坐标原点，O点以上为正方向，以下为负方向；八个震动传感器平均分成震动传感器组Ⅰ和震动传感器组Ⅱ，其中震动传感器组Ⅰ处于O点以上，震动传感器组Ⅰ中的四个震动传感器环绕粘贴在圆柱形试样的圆周面且各个震动传感器处在同一水平面；震动传感器组Ⅱ处于O点以下，震动传感器组Ⅱ中的四个震动传感器环绕粘贴在圆柱形试样的圆周面且各个震动传感器处在同一水平面；然后在建立的极坐标系下分别确定八个震动传感器所处的位置坐标；C、将八个震动传感器均与声发射主机相连，将声发射主机与煤岩样加载实验机同步开启，进行岩石力学实验；D、八个震动传感器将接收到的应力波传递给声发射主机，然后对声发射主机导出的波形文件进行标波，确定各个震动传感器接受到震源信号的时刻，按照如下公式确定其震源坐标(r,θ,h)：上式(1)、(2)、(3)中：θ为震源所在水平面的圆心和震源点连线与极轴在该水平面投影的夹角，h为震源相对于中心点O的垂直高度，r为震源相对于中心点O的水平距离，Δt12、Δt13、Δt14、Δt15为接收到应力波时刻前五个震动传感器中后四个震动传感器的接收时刻分别与第一个接收到应力波的震动传感器接收时刻之间的差值，v为实验之前对圆柱形试样测试得出的应力波平均波速，λ1为震动传感器组Ⅰ距离圆柱形试样顶端距离与圆柱形试样高度h0的比值，λ2是震动传感器组Ⅱ距离圆柱形试样底端距离与圆柱形试样高度h0的比值；E、将步骤D所得的震源坐标进行震源定位，最终得到煤岩样损伤破坏过程中的震源微破裂定位图。