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

نویسندگان
doi
چکیده

چکیده اعمال فشار بر سنگ منجر به ایجاد ترک‌های جدید و یا گسترش ترک‌های موجود می­شود. این امر باعث ایجاد و انتشار امواج صوتی می­شود. با تحقیق بر روی این امواج، رشد و توسعه ترک بررسی و زمان شکست نهایی نمونه قابل پیش­بینی است. برای مطالعه این سیگنال‌ها، از روش نشر آوایی استفاده می­شود. در این روش نمونه سنگ که در اطراف آن تعدادی سنسور قرار دارد بارگذاری می­شود. سپس در طول آزمایش، سیگنال‌های ساطع شده توسط سنسورها ثبت می­شوند. با جمع‌آوری و تحلیل این سیگنال‌ها می­توان 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 داده­ها 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 می­یابد. این امر، نتایج تئوریک به‌دست آمده در تحقیقات قبلی را به‌صورت آزمایشگاهی تأیید می‌کند.