岩石声波信号小波分析研究及其工程应用

• 作 者: 俞缙
• 机 构: 南京大学
• 出 处: 南京大学
• 发表日期: 2003年期
• 关键词: 岩体质量 声波信号 频谱分析 小波变换 南京地铁

纵波速度仅是声波所携带的众多岩石信息中的一个参数，单一的声速测试会丢失许多有用的信息。传统的傅立叶变换时频分析比较差，在频谱分析上具有一定局限性。小波变换以其随着信号频率升高时间分辨率也升高的特性，已经成为信号处理中的一种重要工具。
本文以南京地铁南北线一期工程基岩为研究对象，以岩石超声波测试为技术手段，以小波变换和频谱分析为分析方法，以确定工程岩体质量为研究目标，在以下几个方面进行了研究和探讨，并取得了较系统的进展：
1.利用MATLAB语言及小波变换工具箱实现了岩石(体)超声波数据文件的小波及频谱分析。
2.在前人选取小波基函数的经验基础上，从定量方面，通过比较重构信号和原始信号的误差，给出如何选择小波基的一种方法。
3.从多个方面对岩体波速高于岩芯波速这一现象进行分析，发现主要是由于声波，特别是其小波分量对岩石的卸荷扰动比较敏感。
4.通过对各层小波分量的频谱分析，提出了对岩石(体)内部结构、应力条件等敏感的加权波谱参数。
5.针对岩芯和岩体声波时域及频域信号的8个参数，通过相关分析、聚类分析、逐步回归等多种数学手段，提出了多参数超声波岩体质量评价方法。