岩石SHPB信号小波包去噪

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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