不同岩石脆性破坏声发射时频特性及信号识别

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1、第4卷第6期与工程V01．4，NO．62013年l2月andEngineeringDee．2013文章编号：1674—9669(2013)06-0073-05不同岩石脆性破坏声发射时频特性及信号识别刘建伟，吴贤振●刘祥鑫2a,2b，喻圆圆胡维．尹丽冰f1．江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州341000；2．河北联合大学．a．矿业工程学院洳．河北省矿业开发与安全技术重点实验室，河北唐山063009)摘要：针对不同岩石脆性破裂声发射信号的非稳定性等特点，提出了声发射参数、Welch谱、EMD和BP神经网络相结合的声发射信号特征提取及识别方法．通过对3类脆性岩石进行单轴压缩声发射试验．

2、获取了岩石破裂全过程的力学、声发射参数及波形；对各类岩石的声发射信号的时频特征进行了对比分析：综合声发射参数、峰值频率及EMD能量熵等特征向量，运用BP神经网络对岩石声发射及干扰源信号进行模式识别．结果表明，不同岩石在单轴加栽下声发射参数随应力或时间的演化特征存在异同：EMD与Welch谱可很好体现出不同岩石声发射信号频谱-b能量分布的特征差异；不同岩石声发射多种特征的神经网络具有良好的识别效果．关键词：岩石力学；声发射；welch谱；EMD能量熵；BP神经网络；信号识别中图分类号：TD326文献标志码：ATime-frequencycharacteristicandsignalrec

3、ognitionofacousticemissiongeneratedfromdifferentrockbrittlefailureLIUJian—weiI,WUXian—zhenI,LIUXiang—xin拍．YUYuan-yuanI,HUWeiI,YINLi-bingf1．SchoolofResourceandEnvitomentalEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou341000，China；2a．FacultyofMiningandEngineering；2b．HebeiProvinceMinin

4、gIndustryDevelopswithSafeTechnologyPriorityLaboratory，HebeiUnitedUniversity，Tangshan063009，China)Abstract：Consideringtheinstabilityofacousticemission(AE)signalsofdiferentrockfracture，themethodforfeatureextractionandcomprehensiverecognitionofAEisputforwardcombiningwithAEparameters，Welchspectrum，E

5、MDandBPneuralnetwork．Throughtheacousticemissionexperimentofthreedifferentbrittlerocksunderuniaxia1compression．stress—straincurveandAEdataareobtained．Comparativeanalysisiscarriedouttowardsthetime—frequencycharacteristicsofAEsignalofrocksamples．Featurevectors，suchasAEparameters，Welchspectrum，andEM

6、Denergyentropy，areintegratedwithBPneuralnetworktorecognizedifferentAEsignalpatterns．TheresultsshowthattherearesimilaritiesanddiferencesincharacteristicevolvingwithstressortimeofAEparametersofdifferentrocksunderuniaxia1compression；characteristicdiferencesofAEspectrumandenergydistributionofdiferen

7、trockscanbewellreflectedfromEMDandWelchspectrum；ahighrecognitionratecanbereachedbyneuralnetworkwithvariouscharacteristicsofdifferentrockacousticemission．Keywords：rockmechanics；acousticemission(AE)；Welchspectrum；EMDenergyentr