基于相位差时延估计法的岩石声发射源定位研究

针对岩石力学试验声发射时差定位算法中时延估计精度受诸多不确定因素的影响问题,提出全相位相位差法时延估计,通过小波分解与全相位频谱分析相结合求解相位差得到声发射信号的时延估计。利用小波分解找到不同传感器接收到的声发射信号中的同一主频的子带信号;对这些同一主频的子带信号分别做全相位频谱分析,得到每个子带信号中间样点的相位,再根据相位差与时间差的关系求出声发射信号到达不同传感器之间的时间差;进而利用时差定位法反演声发射源,实现了声发射源更精确的定位。在花岗岩（50 mm×100 mm×50 mm）上进行断铅试验,选取10个测点,经声发射监测验证结果表明,该时延估计方法能有效地减小声发射源定位的误差,提高声发射源的定位精度,平均绝对误差比美国PCI-2型声发射仪器定位结果提高约3 mm,该方法为反演声发射源提供了一种有效途径。     

基于全相位多次互相关的Geiger声发射源定位方法

直接互相关在岩石声发射源定位中,会出现多次峰值与波形密集的问题,在求解过程中会出现无解的情况且定位精度不足,为了解决这些问题,提出一种基于全相位快速傅里叶变换（FFT）分析及多次互相关的岩石声发射源定位的算法。通过对50 mm×100 mm×50 mm的花岗岩进行断铅试验,利用小波变换对互相关分析的频谱进行预处理,同时发挥全相位FFT的相位不变性的优点,找出波形峰值,得到时间差,最后利用最小二乘法得到定位初始点,再通过Geiger迭代,得到最终定位坐标。在选取8个测点的基础上,经声发射监测试验结果表明：该方法比单独直接互相关更容易找到波峰,且波形清晰,初始点的选择有效解决了Geiger迭代法对初始值要求严格的问题,通过全相位分析及多次互相关计算,然后Geiger程序迭代,得到的定位结果比直接互相关精度更高,平均绝对误差比美国生产PCI–2型声发射仪器Geiger定位的结果低 2.40 mm,比基于多次互相关和Geiger算法的声发射源定位结果低3.31 mm,比全相位相位差法声发射测试时间延迟定位结果低1.74 mm 。     

塔北油田现今地应力的AE法测量

对塔北油田不同钻孔的不同深度的岩心进行现今地应力最大主应力值测量，救是了测区现今最大主应力随深度变化规律，得出了如下重要的认识；在测区的相同深度上，出油井比出油井最大主应力偏低，油井的出油岩层与非出油层相比，前者的最大主应力偏低。     

极区地磁亚暴等效电流体系的本征模分析

亚暴是空间天气预报非常关注的磁层事件一般来说, 每一次亚暴事件都包含“直接驱动过程”和“卸载过程”两物理机制的贡献, 它们分别对应磁层大尺度对流过程和亚暴电流楔形成过程为了定量地分离这两种过程所对应的电流体系, 本文使用自然正交分量法对每一时刻的极区电流体系进行本征模分析, 试图得到两种过程所对应的特征电流图案及其随时间的变化分析结果表明, 第一本征模的电流图案呈双涡结构, 对应于“直接驱动过程”, 第二本征模的电流图案反映了极光带西向电集流的基本特征, 对应于“卸载过程”前者无论在平静期间, 还是亚暴期间始终存在, 其强度从亚暴增长相开始增加, 膨胀相期间快速增长, 恢复相期间逐渐减小; 后者在平静期间几乎为零, 亚暴增长相期间变化不大, 直到膨胀相开始才迅速增长, 恢复相期间逐渐减小根据上述分解, 可以对目前普遍用来描述亚暴强度的ＡＥ指数进行修正, 得到分别反映对流过程和电流楔形成过程的相应指数     

X射线极光强度与亚暴指数AE的相关关系

研究了Polar卫星的极区电离层X射线成像仪（PIXIE）得到的极光X射线成像强度AI（Auroral Intensity）与磁层亚暴指数的相关关系.本文发现,在所选取的1997年至2001年的部分数据中,从完整的X射线图像得到的极光X射线总强度和AE指数有很好的线性相关关系,在全部83组数据中有566％的数据的线性相关系数都在060以上（相关系数最大为097）.所以本文认为极光X射线总强度可以作为新的磁层亚暴卫星实时监测指数.     

地震的确定性前兆及观测方法

实验证明,岩石破裂前必然发生\"声发射\",这为地震的确定性前兆研究提供了线索.但是,地震前兆的\"声发射\"与实验室岩石破裂前的声发射有类似之处,也有不同之处.钻孔应变仪记录到不少地震前异常变化,其中2008年汶川8.0级地震前约一年姑咱地震台Y RY-4型钻孔应变仪记录的一系列\"毛刺\"异常较为典型.这些\"毛刺\"的时间分布...     

考虑空隙压密阶段特征的岩石应变软化统计损伤模拟方法

为了探究锚固角度对含水平层理加锚灰岩单轴压缩力学特性的影响,利用WAW-3000 kN伺服万能液压试验机和PCI-2声发射采集系统,对不同锚固角度的加锚灰岩进行单轴压缩及声发射特性试验,得到了弹性模量、泊松比、抗压强度等力学指标随锚杆倾角的变化规律,并对声发射变化规律进行了分析。结果表明,加锚灰岩力学参数表现出明显的各向异性特征,且在不同的变形阶段声发射能量的变化规律也不相同。同时,综合分析了加锚灰岩空隙与骨架两部分变形之间的关系,基于声发射规律建立了考虑压密效应和弹塑性损伤演化的加锚灰岩全过程变形破坏分析方法和解析模型,其计算结果与试验曲线吻合度较高,表明所建立的模型能够很好地反映荷载作用下加锚灰岩加载初期空隙压密非线性变形和中后期累计损伤破坏的全过程。

     

岩盐断层带黏滑及稳滑过程中声发射活动特征的初步分析

本文利用双轴摩擦实验对含水条件下岩盐断层带摩擦滑动性状进行了实验研究, 观测和分析了摩擦滑动过程中的声发射活动, 并利用扫描电镜分析了断层带的微观变形结构.结果表明, 含水岩盐断层带在伴随黏滑的速度弱化域和伴随稳定滑动的速度强化域, 摩擦过程中均产生了大量声发射事件; 黏滑过程与稳滑过程中的小声发射事件存在共同之处, 即两者均表现为能级低; 但黏滑过程中的小声发射事件的优势频率既有低频(10 kHz左右)和中频(100 kHz左右), 也有高频(370 kHz左右), 而在稳定滑动过程中, 小声发射事件的优势频率仅有低频和中频, 缺少高频事件.这种差异与两者变形主导机制的不同密切相关.在断层黏滑循环中, 接近摩擦峰值时声发射发生率明显增加, 但高频事件减少、中频和低频事件增加; 进入亚失稳阶段后, 声发射只有低频和中频信号, 几乎不再出现高频信号.这种差异与断层带变形方式的变化密切相关.