声发射 AE 技术的应用PDF电子书下载

1 绪论(勝山邦久) 1

1.1 引言 1

1.2 AE的历史 2

1.3 AE与地震 4

1.4 材料与AE 7

1.5 异常诊断与AE 8

1.6 AE的未来 9

2 弹性波与AE理论 12

2.1 弹性理论(勝山邦久) 12

2.1.1 弹性 12

2.1.2 弹性波的反射、折射与表面波 17

2.1.3 弹性波传播的光弹实验 21

2.1.4 弹性波动数值模拟 23

2.2 AE波动理论(大津政康) 28

2.2.1 解析理论 28

2.2.2 模拟分析 31

2.2.3 逆褶积分析 32

2.2.4 矩张量分析 34

3 AE监测系统 41

3.1 AE信号的特性(大津政康) 41

3.2 信号处理 45

3.3 位置定位 48

3.3.1 初动的自动检测(勝山邦久) 48

3.3.2 神经网络(稻叶孝子) 51

3.3.3 位置定位法 57

3.4 最新的现场测量仪器 63

3.4.1 NF回路设计(清水勇芳) 63

3.4.2 日本物理声技术(汤山茂德) 66

3.4.3 千代田化工建设(株)的AE测量系统C-AEAS(中野正章) 73

3.4.4 日铁TEKUNOS(勝山邦久) 76

4 金属、新材料等的AE特性(齐藤正克) 84

4.1 金属材料 84

4.1.1 线性断裂力学 84

4.1.2 弹塑性断裂力学 86

4.1.3 破坏韧性试验与AE 87

4.2 复合材料 90

4.2.1 微观机制与AE 91

4.2.2 纤维强化复合材料 91

5 岩石、混凝土的AE特性 93

5.1 单轴压缩应力下的AE特性(濑户政宏) 93

5.1.1 应力水平与AE发生频率的关系 93

5.1.2 破坏过程中的振幅与频率分布的变化 94

5.1.3 AE发生的位置 97

5.2 弯曲应力、拉伸应力下的AE特性 99

5.2.1 岩石在弯曲应力作用下裂纹扩展时的AE特性 99

5.2.2 裂纹尖端的AE 101

5.2.3 破坏韧性试验与AE 103

5.3 受围压作用时的岩石AE特性 104

5.3.1 围压作用下的AE监测方法 104

5.3.2 AE源分布与发震机制 105

5.3.3 岩石内AE的分形特性 107

5.4 不连续各向异性岩石的AE特性 111

5.4.1 不连续性岩石的AE 111

5.4.2 各向异性岩石水压破裂时的AE 114

5.5 孔隙率与AE 119

5.5.1 试验体与浸渍条件 119

5.5.2 破坏试验 120

5.5.3 AE特性 120

5.6 有温度变化的岩石AE特性(木下直人) 122

5.6.1 与温度变化相关的岩石AE特性 122

5.6.2 均匀温度变化的岩石AE特性 125

5.6.3 热应力作用时的岩石AE特性 128

5.7 劣化混凝土的AE特性(竹村友之) 128

5.7.1 劣化原因分析 129

5.7.2 盐害 129

5.7.3 碱性骨料反应 129

5.7.4 中性化 129

5.7.5 海水成分劣化混凝土的AE特性 130

5.7.6 中性混凝土的AE特性 131

5.7.7 混凝土劣化诊断的速率过程分析 132

5.7.8 受疲劳载荷作用的钢筋混凝土劣化程度判断 132

5.8 3维AE层析技术(勝山邦久) 134

6 机械领域的AE技术(吉冈武雄) 139

6.1 机械零件的异常诊断 139

6.1.1 滚动轴承的异常诊断 139

6.1.2 滑动轴承的异常诊断 148

6.2 机械零件材料的评价 149

6.2.1 滚动轴承材料的评价 149

6.2.2 滑动轴承材料的评价 152

6.3 机械制造线的质量管理 154

6.4 流体渗漏的检测 155

6.5 结语 158

7 地应力测量与AE(濑户政宏) 160

7.1 地应力测量方法的分类 160

7.2 地应力的现场测量 160

7.2.1 应力解除法 160

7.2.2 利用破裂岩体的方法 162

7.3 地应力的室内测量 165

7.3.1 AE法 165

7.3.2 DRA法 165

7.3.3 DSCA法 165

7.4 用AE法测地应力 166

7.4.1 岩石试件的准备 166

7.4.2 加载方法与AE测量方法 166

7.4.3 从AE测量数据预测地应力的方法 168

7.5 AE法测定地应力过程中经历时间的影响 171

7.5.1 凯塞效应的时间依赖性 171

7.5.2 岩石受反复加载时的AE特性 174

7.6 AE法测定地应力时侧向压力的影响 176

7.6.1 岩石试件与预应力 176

7.6.2 试验方法 176

7.6.3 受侧压和轴压作用的岩石在反复加载时的AE特性 176

7.7 AE法测定垂直地应力分量 180

7.7.1 岩芯的采取 180

7.7.2 试验方法 180

7.7.3 根据岩芯测定的垂直地应力分量 180

7.8 用AE法确定3维地应力状态 184

7.9 今后的研究方向 185

8 AE在工程监测中的应用(大津政康) 188

8.1 概述 188

8.2 过坡监测 189

8.3 混凝土施工监测 190

8.4 地下注浆监测 192

9 现场的AE测量实例 194

9.1 大型结构的AE试验(中野正章) 194

9.1.1 概述 194

9.1.2 AE试验方案 194

9.1.3 AE试验的应用实例 196

9.1.4 结语 202

9.2 基于ASME规格的大型压力容器的AE检测(汤山茂德) 203

9.2.1 概述 203

9.2.2 试验方法 203

9.2.3 实验前准备 206

9.2.4 试验结果与说明 207

9.2.5 结语 209

9.3 折爪隧道掘进时松弛区域的AE测量(岩井孝幸) 211

9.3.1 概述 211

9.3.2 折爪隧道的概述 211

9.3.3 AE监测点的状况 212

9.3.4 AE监测 212

9.3.5 测量结果 214

9.3.6 考察 215

9.3.7 结语 217

9.4 用AE评价储藏罐周边围岩的松弛变形(青木谦治) 218

9.4.1 概述 218

9.4.2 松弛变形发生的机理 219

9.4.3 AE参数 219

9.4.4 岩石试验的AE测量结果 221

9.4.5 岩体试验的AE测量结果 221

9.4.6 在隧道松弛变形监测中的应用 222

9.4.7 大硐室(岩体储藏罐)的松弛变形监测中的应用 226

9.4.8 结语 229

9.5 地下发电站建设过程中的AE(金川忠) 230

9.5.1 地下发电站概述 230

9.5.2 岩体内的AE测量方法 230

9.5.3 岩石、岩体的AE测量结果 232

9.6 AE法在隧道岩爆监测中的应用 240

9.6.1 概述 240

9.6.2 关越隧道及雁坂隧道的岩爆 240

9.6.3 AE测量系统 240

9.6.4 施工管理 241

9.6.5 测量结果的评价 242

9.6.6 应力分析与考察 244

9.6.7 结语 247

9.7 大谷石采石场基地塌陷前的AE(中田文雄) 248

9.7.1 概述 248

9.7.2 大谷石的开采方法 248

9.7.3 最新塌陷地的概要 248

9.7.4 空硐周围的岩体变形与观测对象的AE 249

9.7.5 观测系统的概述 250

9.7.6 确定震源位置的方法 252

9.7.7 观测波形 253

9.7.8 塌陷发生前的AE活动 253

9.7.9 AE与振动的发生场所 254

9.7.10 结语 255

9.8 软岩竖井掘进时的AE(濑户政宏) 257

9.8.1 测量概要 257

9.8.2 测量方法 257

9.8.3 测量结果 258

9.8.4 结语 260

9.9 AE在地下空间中的应用(茂住洋史) 263

9.9.1 概述 263

9.9.2 大型矿山采掘时的岩体监控 263

9.9.3 AE在神冈地下空间中的应用 265

9.10 用AE法测量地应力实例Ⅰ(横山幸也) 269

9.10.1 概述 269

9.10.2 测量方法 270

9.10.3 验证实验 271

9.10.4 受热作用过的岩石的AE测定实例 272

9.10.5 地下发电站地点的AE测量实例 276

9.10.6 地热发电站地点的AE测量实例 276

9.10.7 各种岩石的测量实例 277

9.10.8 关于地应力记忆时间的实验实例 278

9.11 用AE法测量地应力实例Ⅱ(畑浩二) 282

9.11.1 概述 282

9.11.2 测量装置 282

9.11.3 预备试验 282

9.11.4 本试验 283

9.11.5 主应力计算方法 284

9.11.6 测量实例 285

9.12 煤矿水压致裂时的AE(濑户政宏) 292

9.12.1 概述 292

9.12.2 现场水压致裂试验方法 292

9.12.3 AE测量结果与解释 294

9.12.4 结语 301

9.13 地热开发与AE(小林秀男) 303

9.13.1 概述 303

9.13.2 地热开发的现状与AE测量 303

9.13.3 天然地热储热层产生的AE 305

9.13.4 高温岩体开发与AE观测 308

9.13.5 观测AE波形分析 312

9.13.6 结语 313

9.14 送电铁塔的变形与AE特性(村上祐治) 315

9.14.1 概述 315

9.14.2 实验概要 315

9.14.3 实验结果 316

9.14.4 结语 320

9.15 AE在野外钢筋混凝土结构上的应用(石桥晃睦) 320

9.15.1 概述 320

9.15.2 野外测量的准备 321

9.15.3 噪声的识别、除去与位置定位 324

9.15.4 AE测量结果与建筑物的老化 327

9.15.5 结语 327

9.16 铁塔基础模型试验体拉拔试验时的AE(篠原茂·蛭子清二) 328

9.16.1 概述 328

9.16.2 试验方法 328

9.16.3 分析方法 330

9.16.4 试验结果与考察 331

9.16.5 结语 334

9.17 滑坡时的AE(川上纯) 335

9.17.1 概述 335

9.17.2 新WG的特征 335

9.17.3 滑坡实验的概要 336

9.17.4 滑坡发生状况 338

9.17.5 AE测量结果与讨论 339

9.17.6 结语 342

9.18 人工边坡中的AE(秩父显美) 343

9.18.1 概述 343

9.18.2 AE测量概要 343

9.18.3 测量结果 343

9.18.4 结语 347

9.19 弧状掘进施工法中的钻头的位置定位(稻叶孝子) 347

9.19.1 引言 347

9.19.2 弧状掘进施工法 348

9.19.3 位置定位法与校准 348

9.19.4 掘进时的钻头位置定位 350

9.19.5 用假想声源法进行钻孔钻头位置的推断 352

9.19.6 结语 354

9.20 海外的现场AE测量实例(汤山茂德) 356

9.20.1 引言 356

9.20.2 各种应用实例 357

9.20.3 结语 369