Page 44 - 《应用声学》2023年第4期
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3.2 声发射主频分布特征 4 三 点 弯 曲 试 验 条 件 下 花 岗 岩 损 伤 演
化特征
经过快速傅里叶变换后，声发射信号主频范围
为 0∼ 500 kHz，将其划分成 50 个小区间，每个小 4.1 损伤解析表达
区间为 10 kHz，对横纵波主频分布特征进行分析。
为进一步探究三点弯曲作用下花岗岩破坏过
图 7∼9 为花岗岩不同试样破坏过程横、纵波主频分 程，基于声发射监测数据，对岩石破坏过程进行损伤
布占比。可以看出，声发射横纵波主频主要集中在 量化分析。Kachanov [23] 对损伤变量进行了定义，其
低频(0∼128 kHz)范围内，占比高达95%以上，而在 表达式为
中高频只有少量信号存在，声发射横纵波主频均以
D = A d /A, (1)
低频为主。从分布区间来看，声发射纵波主频集中
分布在第 5 区间 (40∼50 kHz)，其占比在 50% 以上， 式(1)中：D 为损伤变量；A d 为试件承载面上微缺陷
2
2
同时在第1区间(0∼10 kHz)、第4区间(30∼40 kHz) 面积，mm ；A为试件初始承载面面积，mm 。
当初始承载面 A 完全破坏时，声发射累计计数
和第 11区间 (100∼110 kHz) 上存在少量分布，上述
为N 0 ；则单位承载面破坏时产生的声发射累计计数
4 个区间的占比高达 90%。声发射横波主频仅集中
N s 可表示为
分布在第1区间(0∼10 kHz)，其占比高达90%，在其
他区间上几乎无信号分布。 N s = N 0 /A. (2)
100 100
ጫฉ˟ᮠӴඋ ഷฉ˟ᮠӴඋ
80 80
ጫฉ˟ᮠӴඋ/% 60 ഷฉ˟ᮠӴඋ/% 60
40
40
20 20
0 0
0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50
˟ᮠӝᫎ ˟ᮠӝᫎ
(a) ጫฉ (b) ഷฉ
图 7 试件 HGZL-2 主频占比
Fig. 7 Dominant frequency ratio of specimen HGZL-2
100 100
ጫฉ˟ᮠӴඋ ഷฉ˟ᮠӴඋ
80 80
ጫฉ˟ᮠӴඋ/% 60 ഷฉ˟ᮠӴඋ/% 60
40
40
20 20
0 0
0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50
˟ᮠӝᫎ ˟ᮠӝᫎ
(a) ጫฉ (b) ഷฉ
图 8 试件 HGZL-5 主频占比
Fig. 8 Dominant frequency ratio of specimen HGZL-5
