[發(fā)明專利]一種軟巖崩解實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110070560.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112763582A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧華鋒;王文東;馮云杰;陳天楠;程雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/14
• 分類號(hào): G01N29/14;G01N29/44;G01N21/88;G01B11/16
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種軟巖崩解實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于該裝置包括內(nèi)部監(jiān)測(cè)裝置、外部監(jiān)測(cè)裝置；

所述內(nèi)部監(jiān)測(cè)裝置包括布置在試件(1)內(nèi)的多個(gè)聲發(fā)射傳感器(2)，所述聲發(fā)射傳感器(2)連接聲信號(hào)放大器(3)，聲信號(hào)放大器(3)連接信號(hào)采集系統(tǒng)(4)，信號(hào)采集系統(tǒng)(4)連接記錄與顯示系統(tǒng)(6)；

所述外部監(jiān)測(cè)裝置包括布置在試件(1)外部的多個(gè)高速攝像機(jī)(5)，高速攝像機(jī)(5)連接記錄與顯示系統(tǒng)(6)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軟巖崩解實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述試件(1)鉆有多個(gè)孔道，在正中間孔道(7)的中部位置布置一個(gè)聲發(fā)射傳感器，試件(1)上圍繞正中間孔道(7)鉆有多個(gè)周邊孔道(7’)，每一個(gè)周邊孔道(7’)布置有至少兩個(gè)聲發(fā)射傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種軟巖崩解實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：每一個(gè)聲發(fā)射傳感器用凡士林(9)固定，使得與試件(1)耦合；相鄰聲發(fā)射傳感器之間設(shè)置硅膠，孔道的端口設(shè)置硅膠(10)進(jìn)行封堵固定。

4.采用如權(quán)利要求1～3所述任意一種監(jiān)測(cè)裝置的軟巖崩解實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：

當(dāng)試件(1)發(fā)生崩解時(shí)，布置在內(nèi)部的聲發(fā)射傳感器(2)能夠捕捉到試件(1)破裂而產(chǎn)生的聲信號(hào)，聲信號(hào)通過(guò)信號(hào)線(8)傳遞到聲信號(hào)放大器(3)中進(jìn)行聲信號(hào)的放大，再傳遞到信號(hào)采集系統(tǒng)(4)，最后出現(xiàn)在記錄與顯示系統(tǒng)(6)中，通過(guò)記錄與顯示系統(tǒng)(6)中出現(xiàn)的聲發(fā)射事件數(shù)，即AE事件數(shù)，判斷軟巖的崩解情況。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種軟巖崩解實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：

設(shè)某一時(shí)期因?yàn)檐泿r崩解而得到的巖體聲發(fā)射事件數(shù)數(shù)據(jù)的序列為：C₀，C₁，…C_i，C_i為第i次數(shù)據(jù)；

對(duì)聲發(fā)射事件系列求一次差，得序列：

ΔC₀＝C₀-C₁,ΔC₁＝C₁-C₂,…ΔC_i＝C_i-C_i+1；

上升序列

下降序列

A＝(A₁-A₂)/(A₁+A₂)

A在+1與-1之間變化，其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，則得到巖體聲發(fā)射事件率相對(duì)強(qiáng)弱指標(biāo)：

CR＝50(1+A)＝100(A₁/(A₁+A₂))

經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，聲發(fā)射相對(duì)強(qiáng)弱指標(biāo)CR的值在0～100之間變化；指標(biāo)值越大，表示聲發(fā)射事件率上升率越大，巖體發(fā)生崩解的范圍越大，崩解速率越快；

巖體聲發(fā)射事件可分為3個(gè)時(shí)期，即事件穩(wěn)定期、活動(dòng)期和前兆期，分別同巖體崩解過(guò)程中的穩(wěn)定狀態(tài)、局部崩解狀態(tài)和整體崩解狀態(tài)相對(duì)應(yīng)；隨著巖體崩解的不斷進(jìn)行，巖體聲發(fā)射相對(duì)強(qiáng)弱指標(biāo)也發(fā)生相應(yīng)變化。

6.采用如權(quán)利要求1～3所述任意一種監(jiān)測(cè)裝置的軟巖崩解實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：采用的聲發(fā)射的撞擊數(shù)，并且布置多個(gè)聲發(fā)射傳感器(2)，每個(gè)聲發(fā)射傳感器(2)傳回的信號(hào)存在時(shí)間差，根據(jù)時(shí)間差而推斷出崩解發(fā)生的位置；