泥石流运动要素对声波影响的实验研究

CORC > 成都山地灾害与环境研究所 > 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 > 山地灾害与地表过程重点实验室

题名	泥石流运动要素对声波影响的实验研究
作者	胡雨豪
答辩日期	2018
文献子类	硕士
授予单位	中国科学院大学
授予地点	北京
导师	马东涛
关键词	泥石流声波时域时频域影响因素
其他题名	Influence of debris flow movement elements on acoustic waves by.experiment
学位专业	岩土工程
英文摘要	次声警报是泥石流灾害预警的重要手段之一。目前对泥石流次声的研究多集中于对实测次声特征的统计分析、对算法的拓展，难以实现对泥石流性质和规模的定量警报。分析次声特征与泥石流流量、性质等要素的关系，揭示规模和类型对次声的影响，对推动泥石流次声定量警报，降低漏报、误报率，拓展次声应用前景和减灾防灾具有现实意义。在国家自然科学基金“泥石流次声预警机制及降低误报率的算法研究”（41572347）支持下，进行了不同类型、规模的室内泥石流实验53次，监测到34次有效的泥石流声波信号，利用MATLAB平台，采用HHT变换、快速傅里叶变换和短时傅里叶变换等分析方法对声波数据进行了分析，结合对蒋家沟泥石流声波特征的对比分析，揭示了泥石流运动要素对声波时域和时频域的影响规律。得出如下研究结论：（1）泥石流声波振幅-时间曲线基本呈现增长、稳定和衰减三个阶段，其分别对应于泥石流阵流所产生信号的SON部分、SBO部分和STA部分。（2）无论是稀性、过渡性和粘性泥石流，泥石流声波峰值振幅均随着流量的增加而增高，二者具有明显的线性关系。声波振幅的高低反映泥石流规模的大小，通过采集的声波峰值振幅，采用线性关系式，可以估算泥石流的峰值流量及规模，预测危害大小。（3）泥石流的容重即性质对峰值振幅有着直接影响，随着容重的增加，斜率与截距基本呈现增长趋势，由容重1.3 t?m-3的y = 16.75x + 0.0277演变为2.0 t?m-3的y=50.333x+0.3507；在流量相同的情况下，容重越大，峰值振幅也越大。（4）泥石流声波可划分为5-20Hz低频段（band1），20-35Hz中频段（band2）和35-50Hz高频段（band3）等3个频段。在band1段，容重1.3 t?m-3和1.5 t?m-3的稀性泥石流和容重1.7 t?m-3的过渡性泥石流的振幅增长趋势相同，而容重2.0 t?m-3的粘性泥石流的增长趋势高于前两者；在band2段和band3段，稀性泥石流的振幅增长趋势基本一致，过渡性泥石流和粘性泥石流的增长趋势较大。（5）容重1.3 t?m-3和1.5 t?m-3的稀性泥石流的声波能量均匀分布在三个频段上；容重1.7 t?m-3的过渡性泥石流的声波能量集中在中高两个频段上；容重2.0 t?m-3的粘性泥石流的声波能量集中在中低两个频段上。通过对声波能量分布的分析，可以对泥石流的性质和类型进行识别。
语种	中文
页码	113
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/24764]
专题	成都山地灾害与环境研究所_山地灾害与地表过程重点实验室
作者单位	中国科学院成都山地灾害与环境研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	胡雨豪. 泥石流运动要素对声波影响的实验研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2018.