基于声发射Wigner-Ville时频图的岩石拉剪破裂智能识别方法

王拯扶，苏国韶*，胡小川，刘岩鑫，黄杰，燕柳斌

(1.广西大学 土木建筑工程学院， 广西 南宁 530004；2.工程防灾与结构安全教育部重点实验室， 广西 南宁 530004)

0 引言

岩体的失稳破坏源自岩石破裂发育，岩石的破裂类型可以分为拉伸破裂和剪切破裂。岩石的拉、剪破裂过程研究不仅有助于揭示岩体的破裂与失稳机理，而且还能为岩体的破坏失稳提供重要的预警信息。因此，开展岩石拉、剪破裂研究一直是岩石力学与工程领域的重要研究课题。

岩石内部的拉、剪破裂过程无法用肉眼和影像器材直接观测，常借助于微震[1]、声发射(acoustic emission, AE)[2-3]等声信号监测手段进行间接观测。目前，岩石拉、剪破裂识别的声发射识别方法主要有P波初动理论判别法[4]、基于声发射参数特征判别法[5]、SIGMA矩张量分析方法[6]等。OHNO等[5]与AGGILES等[7-8]通过参数判别法对不同材料(混凝土、纤维复合材料、岩石)进行研究，发现张拉破裂和剪切破裂的声发射信号具有不同的特点。苗金丽等[9]对岩爆过程中的声发射信号进行了研究，发现高RA值[10]对应张裂纹，低RA值对应剪切裂纹的规律。GRAHAM等[6]利用矩张量法与P波初动理论判别法对比分析了岩样加载过程中的声发射数据，揭示了岩石破裂过程中脆性损伤的演化规律。刘建坡等[11]开展了花岗岩三点弯曲和剪切试验，采用单纯形算法和矩张量理论分析了岩石破裂过程中声发射事件的时空分布特征以及拉、剪破裂占比情况。但是，P波初动理论判别法适用于地震学中的超大岩体板块，不适用于一般工程及室内试验几何尺度的岩块；……