بررسی رابطه طول ترک و پهنای باند فرکانسی ساطع شده از نمونه سنگ تحت تنش

اعمال فشار بر سنگ منجر به ایجاد ترک‌های جدید و یا گسترش ترک‌های موجود می شود. این امر باعث ایجاد و انتشار امواج صوتی می شود. با تحقیق بر روی این امواج، رشد و توسعه ترک بررسی و زمان شکست نهایی نمونه قابل پیش بینی است. برای مطالعه این سیگنال‌ها، از روش نشر آوایی استفاده می شود. در این روش نمونه سنگ که در اطراف آن تعدادی سنسور قرار دارد بارگذاری می شود. سپس در طول آزمایش، سیگنال‌های ساطع شده توسط سنسورها ثبت می شوند. با جمع‌آوری و تحلیل این سیگنال‌ها می توان درخصوص گسترش ترک مطالعه نمود. در این تحقیق، پهنای باند فرکانسی امواج ساطع شده از سنگ تحت بارگذاری فزاینده بررسی شده است، و از داده‌های به‌دست آمده از یک آزمایش استفاده شد. نمونه سنگ گرانیت به ابعاد 1× 3 × 6 اینچ تحت بارگذاری تک محوره تا زمان رسیدن به شکست نهایی قرار گرفته و سیگنال‌های صوتی جمع‌آوری شد. برای تحلیل داده ها از برنامه متلب بهره گرفته و برای تحلیل سیگنال‌ها از تبدیل موجک استفاده شد. پهنای باند فرکانسی و فرکانس مرکزی سیگنال‌های دریافتی تعیین شد. تحلیل‌ها مشخص نمود که با گذشت زمان و رسیدن به نقطه شکست نهایی پهنای باند فرکانسی سیگنال‌ها و همچنین فرکانس مرکزی آنها کاهش می‌یابد. کاهش پهنای باند فرکانسی خود مبین آن است که با رسیدن به شکست نهایی سنگ، طول ترک‌های ایجاد شده و یا طول قسمت‌های رشد یافته ترک‌های قبلی افزایش می یابد. این امر، نتایج تئوریک به‌دست آمده در تحقیقات قبلی را به‌صورت آزمایشگاهی تایید می‌کند.

a statistical study of the relationship between crack length and frequency bandwidth emitted from the crack

in structure of rocks, there are a number of pores, joints and small cracks which called discontinuities. studies showed that these discontinuities propagate under load and emit acoustic wave (signals). acoustic emission (ae) method is used to study these signals. in ae method, a rock sample is loaded and a number of sensors are placed around it. then during the loading test by growing the cracks signals emit and collecting by sensors. by collecting and analyzing these signals in the frequency dimension, mechanism of crack propagation could be studied. in this research, frequency bandwidth of the waves emitted from a rock sample under increasing load has been investigated. data which obtained from an experiment on rock sample have been used for study. a sample of granite with dimensions of 1*3*6 inches was subjected to uniaxial loading. a code was written to change the data and executed in matlab. by execution the code, initially, raw data is transmitted into domain-time signals. then, time-amplitude dimension signals converted to the frequency dimension using wavelet transform. analyses were carried out with outputs of code and in form of diagrams and figures are presented. analysis showed that by elapse of time and crack growth in the experiment, there was an inverse relationship between the length of the growing crack and frequency bandwidth of the emitted wave, and the frequency bandwidth decreased.