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1、第24卷增1岩石力学与工程学报Vol.24Supp.12005年8月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringAug.,2005岩石SHPB试验信号的小波包去噪112周子龙,李夕兵,龙八军(1.中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083;2.河北省卢龙县铁路采石场,河北秦皇岛066405)摘要:根据岩石霍布金逊压杆(SHPB)试验测试信号的高噪声与瞬态非平稳特点,利用小波包分析技术对其进行消噪处理。所得结果与传统方法所得结果比较发现:通常经过应变仪滤波和数据邻值平均法所得的测试结果是不准确的。用能够进行时频多尺度分辨
2、的小波包变换方法进行信号的去噪处理,在揭示信号本身的时频信息的同时,能尽可能不失真地在强噪环境下重现有效信号,将这种方法用于岩石SHPB测试信号的去噪处理,能够得到可靠的结果。关键词:岩石力学;岩石霍布金逊压杆(SHPB)试验;信号去噪;小波包分析中图分类号:TU45文献标识码:A文章编号:1000–6915(2005)增1–4779–05APPLICATIONOFWAVELET-PACKETSANALYSISTECHNIQUEINTHESIGNALDE-NOISINGFORSHPBTESTOFROCK112ZHOUZi-long,LIXi-bing,LONGBa-
3、jun(1.SchoolofResourcesandSafetyEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;2.QuarryinLulongCountyinHebeiProvince,Qinhuangdao066405,China)Abstract:Insightofthehighly-noised,instantaneousandnon-stationarycharacteristicsofsignalinSHPBtestofrock,thewavelet-packetsanalysistechn
4、iqueisusedtode-noisethetestsignal.Throughcomparebetweenthewavelet-packetsde-noisedsignalwiththatobtainedfromconventionalmethod,itisfoundthattheresultsgottenthroughstraingaugefilteringandsuccessive-values-averagingmethodisinaccurate.Waveletpacketsanalysis,asanewandpromisingtoolinsignala
5、nalyzing,hasgoodresolutionintimeandscaleaspects.Thetechniqueisusedtode-noisesignalfromSHPBtestofrock,theresolutionisobtainedintimeandfrequencydomainssimultaneouslyinmulti-scales,andthede-noisedresultshaveneglectableerrorness,theresultsturnouttobemorereliable.Keywords:rockmechanics;SHPB
6、testofrock;signalde-noising;wavelet-packetsanalysis试验结果的正确性带来了质疑。目前,对岩石SHPB1引言试验中的噪声问题,综观国内外相关文献,主要仍是借用金属材料SHPB试验数据处理的方法:在应霍布金逊压杆(SHPB)装置由于其设计巧妙、操变仪采集数据时通过硬件滤波(基于傅里叶理论);在[1]作简便等优点,广泛应用于各类材料的动态本构与数据处理时,采用邻值平均的方法对其进行光滑。能耗规律的测试中。近年来已将其引入岩石动态特小波(包)理论作为近年来才发展起来的信号处[1,2]性测试中来。然而由于岩石的不均质性与各向理
7、技术,因其在时间域和频率域都可达到高的分辨异性脆断特性,SHPB测试数据除了有所谓的P-C率(有“数学显微镜”之称),从而引发了信号处理[3]振荡外,还往往被大量噪声污染,所有这些都给特别是瞬态非平稳信号处理的革命,并在信号去噪、收稿日期:2005–05–10;修回日期:2005–07–10基金项目:国家自然科学基金重大项目(50490272,50490274);国家自然科学基金资助项目(10472134)作者简介:周子龙(1979–),男,2002年毕业于中南大学采矿工程专业,现为博士研究生,主要从事岩土工程灾害与控制方面的研究工作。E-mail:zlzhou
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