金属波导中声发射信号衰减机理及影响因素研究

《Scientific Reports》：Effects of waveguide tube geometry and surrounding medium conditions on acoustic emission signal attenuation

　　

摘要

滑坡中的深层变形通常隐藏不现，并存在时间滞后现象；通过声发射（AE）技术可靠地获取内部变形信息仍是滑坡预警的关键挑战。金属波导可以减少强土壤衰减对AE信号采集的影响；然而，金属波导内部的传播衰减机制仍不明确。为了解决这一问题，本研究在波导管中开展了受控实验室实验，系统地研究了波导直径、壁厚以及周围介质状态对传播衰减的影响。通过分析时域波形、频域特性、时频表征以及拟合指数衰减模型，研究了在不同工作条件下降播距离增加时衰减的变化情况。结果表明，AE信号的幅度通常会随传播距离的增加而呈指数衰减。在比较各个因素时，周围介质条件对衰减的影响最大，其次是外径，而壁厚的影响最弱。此外，衰减还具有频率选择性。这些发现为选择主动波导系统（AWS）的组件、确定传感器间距以及建立有效的监测范围提供了依据。