摘 要： 为保障岩土工程的建设质量，需要将多方面的技术手段加以科学化运用，及时了解岩土工程的状况，为具体的施工活动顺利开展提供依据。将声发射技术和岩土工程进行结合起来，这对提升岩土工程的实施质量有着积极作用，能为实际工程活动良好开展起到积极促进作用。
关键词： 岩土工程; 声发射技术; 应用实验;
Abstract： In order to ensure the construction quality of geotechnical engineering, it is necessary touse various technical means scientifically, to understand the condition of geotechnical engineering intime, and to provide the basis for the smooth development of concrete construction activities. Combiningacoustic emission technology with geotechnical engineering has a positive effect on improving the quality of geotechnical engineering implementation and can play an active role in promoting the good development of practical engineering activities.
Keyword： geotechnical engineering; acoustic emission technology; applied experiments;
声发射技术对金属以及非金属材料的检测都能发挥积极作用，在岩土工程的建设当中，保障工程活动顺利开展，这就需要重视前期的工程活动控制，将声发射技术加以科学化运用，对岩土工程存在的不安全因素进行检测，从而及时了解相应工程的实际状况。这些措施对各工程活动的顺利开展有着积极作用，有助于提升工程活动开展的质量和效率。
1、岩土工程声发射技术应用问题
岩土工程中声发射技术的实际应用过程中，需要经过多个环节才能完善技术应用的过程，如信号接收工作的控制。声发射技术物理基础是凯赛尔效应，声发射信息采集的原理是被检测的材料释放应变产生瞬态弹性应力波，工程材料在此过程中作为传播介质，信号传播到表面引起声发射传感器表面振动并产生移位。传感器将材料机械振动转变微弱电信号，放大器放大后传到计算机终端处理以及记录，结合终端发声信号分析判断研究材料产生声发射机制，对材料内部微观状态进行了解，检测的过程对检测的材料不会造成影响[1]。检测当中的信号类型有突发型以及连续型，声发射事件的信号断续，时间上相互依赖，以时间为单位能够划分诸多区间信号，这就是突发型的信号，可如下图1所示，而声发射信号是比较密集有规律发生的，就是连续发声信号。
图1 突发信号直观图
岩土工程中对声发射技术应用产生影响的因素是多方面的，如：(1)岩石自身的属性因素影响。岩土工程地质条件不同，岩石属性也各不相同，这对声发射技术应用会产生直接的影响，声发射主要是来自材料变形以及断裂机制，岩石是非均质材料，岩石的类型不同，结构以及孔隙率也各不相同，岩石破裂失稳的时候产生声发射信号振幅以及频率也是不同的，这对声发射技术的应用效果也会产生一定的影响[2]。(2)岩石受载历史因素的影响。岩土工程开展中，岩石是有记忆能力的材料，声发射试验当中有的岩石即便加载了比较长的时间，也没有声发射事件发生，有的在加载初期就能产生强烈声发射信号，这和岩石自身受载历史因素有着直接的关联性，尤其是在循环加载的情况下岩石线弹性加载环节比较鲜明。除此之外，发射技术应用当中对声发射技术产生影响的因素还体现在非均质特性以及几何尺寸方面。
2、岩土工程中声发射技术应用和技术应用结果
2.1、技术应用
为促进岩土工程的顺利开展，做无损检测是比较重要的，声发射技术的应用对岩土工程的顺利开展有着积极作用。下文将对声发射技术的具体应用展开阐述：
（一）岩土工程桩基监测
岩土工程对声发射技术应用需求比较大，为保障声发射技术的应用作用价值充分发挥，必须结合实际工程需求，从整体上提升技术应用的质量水平，为实际工程的良好推进起到促进作用。岩土工程桩基监测当中科学化运用声发射技术，对提升监测的质量有着积极意义。岩土工程桩基稳定对工程安全生产有着直接影响，如一些岩土工程桩基失稳等，比较容易发生伤亡事故，造成人员伤亡与财物损失，后果严重，所以在岩土工程中对岩土工程桩基监测进行工作实施是比较重要的，而将声发射技术在监测工作当中科学化运用，能从整体上提升监测工作的质量[3]。如某便携声发射仪器的应用中，对岩土工程桩基监测以及预报能起到积极作用，通过室内试验以及实践应用，证实了桩基变形以及破坏过程中都会产生声发射。桩基的破坏是降维有序过程，声发射参数分维D能够成为岩体失稳破坏比较有效的指标，在顶板稳定的时候，分维D上升，声发射参数处在临界状态，分维D值就会下降，其随岩体破坏发展而缩小，最低分维D产生在岩体破坏灾害附近。通过将声发射仪器设备加以科学化应用，能够对采场的稳定监测起到积极促进作用。
（二）应用于岩土边坡工程
岩土边坡工程当中对声发射技术加以科学应用，这对提升岩土边坡工程的施工质量以及效率能起到促进作用。边坡工程在矿山以及铁路等方面的工程实施中广泛存在，如果要从整体上提升岩土边坡工程的顺利实施，需要将声发射技术加以科学化运用，发挥声发射技术应用优势[4]。如某区域的岩土工程边坡稳定性监测的过程中发现，这一路段的断层以及断裂发育问题常常出现，通过声发射监测技术的应用测得相应的监测场地图，发现开挖到一定水平，虽然位移桩并没有明显化的移动，一些边坡发生崩塌问题。之后进行修筑护堤进行保障安全，通过声发射技术的应用以及位移桩的结合应用，保障护堤安全稳定。声发射监测开始一个星期内，声发射活动呈现出增长的趋势，位移变化速率也比较大，这就说明了边坡可能出现了被破坏的状况。所以实际工作开展中对护堤进行修筑，声发射从而逐渐减小，这也说明了边坡已经达到了逐步稳定的状况，位移发生的速率也有效降低。从实际的案例当中能够了解到，护堤声发射活动与位移间有效对应，几何声发射活动以及位移变化能对护堤稳定性进行监测，从而保障岩土工程边坡的稳定性[5]。
（三）应用于岩土工程地应力监测
岩土工程地应力监测工作实施中对声发射技术的应用需求也比较大，为能从整体上提升声发射技术的应用质量，这就需要将声发射凯塞效应加以有效应用。为能对地下的岩土工程岩体以及工程稳定性进行合理测评，这就需要确定岩体当中初始应力的情况和岩土工程开挖后岩体当中产生的次生应力以及诱导应力。在对地应力的测定中有比较多的方法，其中声发射技术的应用是比较重要的，运用该方法主要是通过地层当中取岩芯，并在实验室再次加载，结合声发射应力状态进行推算地应力。岩体应力量测进入到实验室中能提高量测的质量，获得直接的数据，这对数据的可靠性的保障有着积极作用。声发射凯塞效应对地应力的测量比较简便迅速，声发射凯塞效应主要是材料重复加载中受到或是超过之前承受的最大应力，声发射现象会显着增加，没有达到最大应力声发射现象就不会发生，或是发生频率比较低，所以能对先前受的最大应力加以确定，对地应力也就能够确定。
（四）监测和数据处理技术应用
声发射技术在岩土工程当中应用中，将监测以及数据处理技术科学应用，能从整体上提升技术应用的质量。声发射技术的应用成功主要是取决于原始监测数据处理，声发射监测系统检测到达波的性质比较复杂，不仅有纵波也有横波以及噪音，为能通过自动记录声发射事件，这就需要对每次到达波的物理性质进行鉴定，并且鉴定过程也比较困难。通常假设到达波为纵波，定位精度低，对于原始资料的使用率也不是很高。通过数据处理技术的最新研究成果的应用，波型识别理论，从达到时差分析以及残差分析组成，应用这一理论的时候能避开波形分析，有效识别达到波的类型。时差分析研究达到时间以及到达波类型和其他物理量间关系。实际的技术应用当中，有的对采矿岩爆日常监测系统呈现的数据是MP250，数据采集系统采用门槛以及时间窗检测初到时间以及确定事件。为能进一步地提升技术应用的性能，通过从波型识别理论基础开发完善的计算机编码以及自动数据分析以及声源定位系统，能够有助于识别达到波类型，有效计算确定的声源位置和可信度。
（五）应用于岩体冒落预测
声发射技术在岩土工程中应用当中，能对岩体的局部冒落进行有效的预测以及预报，从整体上提升防治的质量水平。所谓的岩体的局部冒落，主要是从尺度以及范围角度判别的事件，岩体的局部冒落有突发性、规模小、发生地不确定等特点。但是岩体的局部冒落产生的影响是比较大的，并比其他性质事故严重，我国的一些矿山伤亡事故有四成是这一因素影响所致。所以做好岩体局部冒落的预测预报工作显得比较重要，将声发射技术加以科学化运用，能为提高预测预报的质量水平起到促进作用，声发射技术的实际应用过程中，岩体变形以及破坏的环节会产生声发射，不同环节的声发射活动有着不同的程度，结合声发射活动趋势，对岩体声发射活动监测分析，然后对岩体的稳定性进行评价，从而能够有助于准确的预报预测岩体的冒落情况。技术应用当中要注重掌握监测的数据要点，如总事件，单位时间中声发射事件累积数，这是岩体出现微宏观破裂比较重要标志，再有就是对大事件以及能率监测参数加强重视，从这些技术应用的要点方面加强重视，才能有助于对岩体局部冒落的状况有准确的了解认识。
（六）应用于岩土工程地下水流
岩土工程的地下水流监测也是比较重要的，将声发射技术在其中加以科学化运用，能从整体上提升岩土工程监测的质量，提升监测工作的质量水平。沿分界层以及层流和涡流产生剪应力，提供声发射源，地下水流声发射是产生流水和岩层界面的流水造成的应力以及岩土颗粒对探头的冲击，根据相关的试验能够说明，声发射信号会随着流水速度以及方向发生改变，在同样的岩土介质当中同方向水流流速大，声发射信号也会比较强，在对这一原理的运用下，能够对岩土工程建筑物进行检测。如在实践当中对某岩土工程进行检测中，采用地下水流声发射技术，进行探勘过程中发现石灰岩层上部1.5m部位比下部暴露体水流的泄露量大，在地下勘探的过程中也能发现，岩土工程的基础已经有很久的泄露史，使得基础受侵蚀。为能对工程建筑基础泄漏源进行查明，在上游开展下向钻孔声发射监测，进行钻孔布置。通过监测的结果能够发现，PH-1孔当中测量出7——10m深度大量流水经过石炭岩层的上部，PH-5并没有测量到流水，PH-3只有少量流水。通过对声发射技术的应用，能够找到岩土工程泄露源，确定规模，能够为实际的工作开展提供相应可靠的数据支撑。
2.2、技术应用结果
声发射技术的应用在岩土工程当中发挥着比较重要的作用效果，从实践当中能得到相应的结果。在声发射技术的应用中发现，针对密度不大的钙泥质粉砂岩，破坏应力的20%前声发射信号是比较少的，应变能力低于总变形能20%的时候，声发射信号出现，然后会产生声发射比较少的环节，接着进一步增速，最终岩石被破坏。通过对声发射技术的应用实验，能够发现岩石破坏的方式主要是渐进破裂，声发射间断性和岩石内部裂隙活动频繁性因素有着直接的关联性，声发射主要是物质内部不稳定状态具体的体现。通过声发射技术的应用，也能够说明，岩石受载之后会有“记忆”的功能，通过声发射凯塞效应能对岩体的历史最大应力进行测量，从而确定主应力，声发射技术的应用对主应力方向的判断发挥着比较重要的作用，能对岩体主应力大小进行判断，比较方便。
声发射技术在岩土工程当中得到了比较广泛的应用，但在现阶段的应用方面依然还有一些不足之处。不过，声发射技术的应用仍然能体现出其经济性与有效性，也有着比较广阔的应用前景。声发射技术在当前除了采矿工程，在其他的领域应用也比较广，如大型结构的完善性评价、桩基础检测、大容器以及管道无损检测等领域。
3、结语
总之，岩土工程当中通过运用声发射技术科，有助于采集岩土工程的具体信息，为分析工程的开展提供参考数据，能对不同的工程环节发挥积极作用。声发射技术在岩土工程中的应用有着其鲜明的优越性，在当前的电子技术研究发展过程中，声发射技术也会进一步被推广，岩土工程当中对声发射技术应用的质量也会有效提升。希望本文中声发射技术的应用研究结果，能为岩土工程的活动开展提供有益思路。
参考文献
[1]于洋,洪鹏,刁心宏.声发射技术在岩土工程研究生实验教学过程中的应用[J].实验室研究与探索,2020,39(07):169-173.
[2]孙振国,李明宝,陈冲,张旭.声发射技术在工程土体中的应用[J].科技创新与应用,2019(25):149+151.
[3]郑旭.声发射技术在工程中的应用研究[J].山东工业技术,2018(10):125.
[4]李核归,张茹,高明忠,吴刚,张艳飞.岩石声发射技术研究进展[J].地下空间与工程学报,2019,9(S1):1794-1804.
[5] 郭小云,熊甜甜,樊刚.关于声发射技术在岩土工程中应用的研究进展[J].科技信息(学术研究),2018(32):264.
