试议断裂危岩崩落连锁激振效应,

论文导读：
摘要：危岩的群发性崩塌是一个严重的全球性山地灾害不足，崩塌源有着稳定性较低的大量危岩体是形成危岩体群发性崩落的主要因素，其崩落机理探讨必须考虑危岩体之间的相互作用。本论文以坠落式危岩为探讨对象，通过岩体力学、断裂损伤力学、波动论述、弹性动力学等多学科交叉探讨起始崩落危岩块崩落的力学机制和诱发的激振波对崩余危岩块的连锁激振效应。其主要探讨成果如下：（1）针对坠落式危岩，建立危岩崩落激振力学模型。浅析了危岩崩落激振波正入射条件下主控结构面的受力特点，建立了激振作用下危岩体主控结构面尖端联合应力强度因子计算式，明晰了激振作用对危岩主控结构面的断裂放大效应。（2）将坠落式危岩体概化为悬臂梁，以能量角度探讨了起崩岩块剧动启程速度和连锁激振效应，浅析了激振波的形成及在边坡岩体内的传播机理，构建了激振波作用下岩体介质质点峰值振动速度和激振波激振强度计算策略，浅析了危岩崩落激振作用对危岩破坏及崩落的动力增强效应。（3）运用损伤力学策略，提出了基于质点峰值振动速度的损伤变量表达式，结合岩体细观损伤模型和激振波在节理岩体中的能量衰减规律，明晰了激振波引起岩体质点峰值振动速度在裂隙岩体中的分布特点，根据质点峰值振动速度损伤判据建立了激振波诱发崩余危岩体损伤范围的计算策略。（4）根据危岩崩落激振试验模型，利用压电式加速度传感器和动态频谱测试仪采集了三个测试点x、y两个方向的6组试验数据，通过对试验数据浅析可知，激振波在竖直方向上的激振效要大于在水平方向的激振效应。（5）选用db小波，运用阈值去噪策略对激振信号进行了消噪处理，将消噪信号运用db8小波包分解、重构获取了9个频率带的能量分布；运用小波时-频浅析获取了激振信号的频率分布情况及主振频率等波谱特点参数；运用用均值、有效值、标准偏差、概率密度和相关函数进行了时域特点统计浅析；运用频谱、功率谱和相干函数进行了频域特性统计浅析。（6）基于危岩崩落激振模型试验，以重庆綦江羊叉河为例，对起崩危岩块剧动启程速度、激振波强度、激振波对崩余危岩体稳定性的影响、激振波诱发岩体质点峰值振动速度、激振波对崩余危岩体的损伤范围等进行了量化探讨，其成果可对进一步实施危岩破坏及演化机制探讨及危岩崩塌防治技术提供科学依据。关键词：危岩论文激振效应论文断裂损伤论文模型试验论文小波浅析论文
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ABSTRACT4-9
第一章 绪论9-17

1.1 探讨目的及作用9-10

1.2 国内外探讨近况10-14

1.2.1 危岩体宏观描述及其静力演化机制10-11

1.2.2 危岩崩塌连续渐变力学机制11

1.2.3 危岩突发性崩落的动力学机制11-14

1.2.4 危岩损伤机制14

1.3 探讨内容及技术路线14-17

1.3.1 探讨内容14-15

1.3.2 技术路线图15-17

第二章 危岩崩落激振机制探讨17-41

2.1 危岩崩落激振模型与机理17-18

2.2 坠落式危岩剧动式崩落与激振效应18-26

2.1 危岩体应变能浅析18-21

2.2 裂纹扩展弹性应变能浅析21-23

2.3 坠落式危岩剧动式崩落23

2.4 危岩崩落连锁激振23-26

2.5 激振波传播机理26

2.3 激振作用对危岩稳定性的贡献率26-33

2.3.1 激振波正入射条件下主控结构面受力浅析26-30

2.3.2 激振作用下危岩稳定性断裂力学浅析30

2.3.3 激振作用下主控结构面应力强度因子30-33

2.4 危岩崩落激振损伤效应探讨33-39

2.4.1 危岩崩落细观损伤效应34-37

2.4.2 危岩崩落宏观损伤范围37-39

2.5 本章小结39-41

第三章 危岩崩落激振模型试验41-56

3.1 试验模型设计41-42

3.

1.1 试验目的41

3.

1.2 试验模型41-42

3.

1.3 试验工况42

3.2 模型试验的准备和试验历程42-47
3.

2.1 试件材料与制作42-43

3.

2.2 试验设备43-44

3.

2.3 测点布置原则44-45

3.

2.4 试验历程45-47

3.3 模型试验数据47-55

3.4 本章小结55-56

第四章 危岩崩落激振信号小波浅析56-论文导读：规律93-954.5.5激振信号主振频率95-964.6本章小结96-98第五章危岩崩落激振信号时频浅析98-1185.1信号的泄漏与加窗98-1005.2振动信号的时域浅析100-1095.2.1激振信号的概率统计浅析100-1015.2.2概率密度函数101-1045.2.3相关浅析104-1095.3振动信号的频域浅析109-1165.

3.1相干函数109-1105.2频谱图及功率谱图11

98

4.1 振动信号浅析技术56-57

4.2 小波变换基本论述57-65

4.

2.1 小波函数的定义及主要性质57-59

4.

2.2 多分辨率与 Mallet 算法59-61

4.

2.3 小波变换61-62

4.

2.4 小波基的选择及分解深度62-65

4.3 小波包浅析65-67
4.

3.1 小波包的定义66-67

4.

3.2 小波包的性质及算法67

4.4 激振信号小波去噪原理67-71

4.1 信号的噪声类型67-68

4.2 小波消噪基本原理68-70

4.3 小波阈值消噪算法70-71

4.5 危岩崩落激振信号小波浅析71-96

4.5.1 激振信号小波降噪处理71-82

4.5.2 降噪性能评价指标82-83

4.5.3 激振信号细节信息及频带分布83-93

4.5.4 激振信号各频带能量分布规律93-95

4.5.5 激振信号主振频率95-96

4.6 本章小结96-98

第五章 危岩崩落激振信号时频浅析98-118

5.1 信号的泄漏与加窗98-100

5.2 振动信号的时域浅析100-109

5.

2.1 激振信号的概率统计浅析100-101

5.

2.2 概率密度函数101-104

5.

2.3 相关浅析104-109

5.3 振动信号的频域浅析109-116
5.

3.1 相干函数109-110

5.

3.2 频谱图及功率谱图110-116

5.4 本章小结116-118
第六章 算例浅析118-123

6.1 模型试验计算118-120

6.

1.1 质点峰值振动速度118-119

6.

1.2 崩余岩块稳定性变化特点119-120

6.

1.3 崩余岩块损伤特点120

6.2 算例浅析120-123
6.

2.1 危岩起崩速度与激振波应力120-121

6.

2.2 激振波对崩余岩块稳定性影响121-122

6.

2.3 激振波对崩余岩块的损伤效应122-123

第七章 结论和倡议123-125

6.1 结论123-124

6.2 倡议124-125

致谢125-126
参考文献126-133
附录：攻读学位期间参加的科研项目及发表的论文133