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
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                         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
   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49