一种岩体试件超声波初至拾取方法技术

本发明专利技术公开了一种岩体试件超声波初至拾取方法，包括如下步骤：步骤1，采集不同压力条件下岩体试件的超声测量信号：步骤2，利用奇异值分解算法对采集的超声信号进行去噪处理：步骤3，利用条件模糊均值聚类算法确定降噪后纵波测量信号和横波测量信号的初至起跳位置：步骤4，应用贝叶斯信息准则确定初至的准确位置。本发明专利技术所公开的方法，使用奇异值分解算法对超声测量信号进行去噪，利用条件模糊聚类和BIC信息准则方法能够保证超声测量信号的初至提取精度，特别是在低信噪比时更具优势。特别是在低信噪比时更具优势。特别是在低信噪比时更具优势。

【技术实现步骤摘要】
一种岩体试件超声波初至拾取方法


[0001]本专利技术属于实验室岩体试件超声测量信号的初至拾取领域，特别涉及该领域中的一种岩体试件超声波初至拾取方法。

技术介绍

[0002]实验室岩体试件超声测量是研究岩石结构和弹性参数关系的重要实验手段，通过超声透射技术测量声波沿岩体试件的传播时间来计算岩石样品的等效纵波和横波速度。该实验过程中最关键的环节就是超声测量信号的初至拾取工作。目前，实验室岩体试件超声测量中主要靠人工拾取初至时间，其拾取速度和精度受人为因素影响较大。此外，韩德超等也提出了一种岩石超声测试初至拾取方法，利用赤池信息准则(AIC)对超声测试信号的初至进行提取，但是该方法的精度较低，当测量信号的信噪比较差时，初至拾取误差较大。
[0003]在地震学中，自动拾取地震波初至的方法有很多，如能量法、分形维数法、自回归模型、相关法、偏振法、频率法、小波变换以及人工神经网络法等。其大致可分为全局法和迭代法两类：全局法通过对整个信号进行扫描实现初至的提取，如能量比法；迭代法则是预先选择一定区域，然后利用时间序列分析方法判断初至的位置，如赤池信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩体试件超声波初至拾取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，采集不同压力条件下岩体试件的超声测量信号：采用纵横波一体式发射探头和接收探头进行测试，采集系统为双通道模式，首先激励纵波脉冲并采集岩体试件的纵波测量信号O
c
(t)，然后再激励横波脉冲并采集岩体试件的横波测量信号O
s
(t)，其中t表示时间变量；步骤2，利用奇异值分解算法对采集的超声信号进行去噪处理：首先，将测量信号O(t)构造成p
×
q阶Hankel矩阵H；然后，利用奇异值分解算法SVD通过对矩阵H进行奇异值分解得到信号的奇异值矩阵：上式中，矩阵X是由HH
T
的特征值向量构成的p
×
p阶正交矩阵，Y是由H
T
H的特征值向量构成的q
×
q阶正交矩阵，Z是由奇异值σ
n
按从大到小顺序构成的一个对角矩阵，表示矩阵H的第n个特征向量；最后，将噪声所对应的奇异值置零，再利用SVD逆运算对信号进行重构，得到降噪后的信号Q(t)；步骤3，利用条件模糊C均值聚类算法确定降噪后纵波测量信号Q
c
(t)和横波测量信号Q
s
(t)的初至起跳位置p0：条件模糊C均值聚类算法的目标函数为：上式中，v
i
为第i个聚类中心，q
k
(t)为第k个样本点，u
ik
为第i个聚类中心第k个样本点的隶属度值，m是模糊系数，C为聚类个数，N为样本个数；通过迭代更新隶属度值u
ik
和聚类中心v
i
来求解目标函数：来求解目标函数：上式中，f
k...

【专利技术属性】
技术研发人员：董兴蒙，夏济根，翟宇文，茹聪，王永豪，武振鹏，
申请(专利权)人：中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：