DH5922动态信号测试分析系统
7第七章 实验 车辆-桥梁耦合系统模态分析实验实验报告
车辆——桥梁耦合系统模态分析实验一、实验目的：1.学习并掌握桥梁结构模态参数的测试与分析方法，能够使用测试分析系统以及相应的软件；2.掌握测力和不测力算法进行模态参数识别的原理和方法。
二、实验内容：分别对车辆激励、随机激励及力锤激励作用下斜拉桥模态进行测试分析。
三、实验仪器及实验框图1.实验仪器：加速度传感器、电荷适调器、力锤、信号采集分析系统（DH5922测试分析系统）、计算机及结构动态分析软件、斜拉桥模型、车辆模型、传感器连接导线等2.实验框图：四、实验步骤：按实验框图所示进行仪器连接。
1.车辆激励作用下斜拉桥模态分析1）测点布置，参考点的选择在斜拉桥模型上选择测点，并分别编号，试验中选择了5个测试点，编号分别为1-5，对应接入测试系统的1-5号通道，并选择5号测点为参考点，位于斜拉桥右边跨跨中位置。
2）打开DH5922测试分析系统开关，待指示灯指示正常后，打开电脑桌面“动态信号集成系统”数据采集软件，进入操作界面。
3）创建一个新项目，分析类型选为频谱分析，并设置运行参数、系统参数、通道参数等。
运行参数设置如图1所示。
系统参数包括采样频率、分析频率、采样方式、采样批次等，如图2所示。
通道参数包括通用参数、触发参数、几何参数、标定信息、通道子参数等，如图3所示。
图1 运行参数选择设置图2 系统参数设置图3 通道参数设置4）通道平衡，清零，开始采样。
进行跑车激励，采样时间一般以大于3分钟为宜，系统提供内部采样时钟计时，可打开，实时观测采样时长，如图4所示。
采到的3通道的时程曲线如图5所示。
采样过程中可在任意窗口随时查看其他的实时谱信号，如图6所示。
该软件具有自动保存数据功能。
图4 采样时钟计时图5 第3通道采样时程曲线图6 信号选择窗口5）数据的处理与分析。
打开桌面的“DHMA模态分析软件”，在弹出的提示窗口中选择“不测力法”，如图7所示。
图7 分析方法选择6）新建工程文件，选择合适的方法建立结构文件，建立好的斜拉桥结构文件及测点号布置如图8所示。
DH5922使用说明
动态应变仪5922使用心得1，保养篇机器为精密仪器，因此请注意保护好接口，防止沙尘等落入接口导致仪器失灵或接触不良，如DH610电磁振动传感器在使用完后记得装上Q9保护头，并将1394接口用专用帽子封住，连接数据线的接头应该用薄膜等密封，防止氧化。
此外，采集仪及传感器均为精密仪器，注意防摔。
2，准备篇首先安装软件，然后将笔记本的1394接口与动态仪连接起来，采集前需将振动传感器或应变适调器连接至机器，注意该设备不支持热拔插，因此在设置传感器时或重新焊接应变片时请关机，机器会自动识别测量类型：电压测量和应力应变，前者测量加速度或速度，后者测量应变应力。
在进行精密测量前，请将机器预热1小时。
3，使用篇（1）测量加速度，先将振动传感器上档位调至0，然后接通电源，启动软件，首先设置运行参数，采样频率代表1秒钟采集的次数，采样频率越高则采集越精确，但是存储空间越大，在测量加速度时设置为桥梁振动频率的6倍左右，一般设置为50HZ，分析频率是和采样频率一起的，它代表该页面显示的数据量，一般不用管，采样方式设置为连续采样，触发方式为自由采集，其他的参数不用设置。
然后设置通道参数，点击下方通用参数，通道号1-1，1-2，1-3，1-4对应机器上的接口依次为左上左下右上右下，测量类型在此显示电压测量。
完了再点击通道子参数，这些参数尤其重要，首先将灵敏度按标定的卡片一一对应输入，然后选择量程，量程越小越精确，但不要太小，太小可能导致削波从而丢失数据，一般设置中等偏上（当量程太小采集时通道旁的灯会变红，正常应该是蓝色，闪烁表示在采集）。
最后把输入方式改成SIN-DC，并把滤波设为ON。
剩下的上限频率是指当频率超过仪器将不予采集，一般不用设置。
各项参数设置完成后进行清零，然后开始采集，新建一个文件夹并保存，此时仪器开始初始化并采集，由于传输的原因，采集一般会滞后几秒钟，因此在采集重要的数据要提前采集，并且延后停止，这是因为软件是按快来保存的，最后不足1024的快将会被抛弃。
DH5922N动态信号测试分析系统技术参数
DH5922N动态信号测试分析系统1、概述DH5922N为通用型动态信号测试分析系统，应用范围广，可完成应力应变、振动（加速度、速度、位移）、冲击、声学、温度（各种类型热电偶、铂电阻）、压力、流量、力、扭矩、电压、电流等各种物理量的测试和分析。
2、应用范围2.1 可完成全桥、半桥、1／4桥（120Ω三线制自补偿）状态的应力应变的测试和分析；2.2 配合桥式传感器，实现各种物理量的测试和分析；2.3 配合IEPE（ICP）压电式传感器，实现振动加速度、振动速度、振动位移（模拟二次积分可选）的测试和分析；2.4 配合压电式传感器，实现振动加速度、振动速度、振动位移（模拟二次积分可选）及压力、自由场的测试和分析；2.5 电压输入，与热电偶、电涡流传感器、磁电式速度传感器及各种变送器配合，对多种物理量进行测试和分析；2.6 各种热电阻（如铂电阻、铜电阻等）温度传感器和热电阻适调器配合，对温度进行测试和分析。
3、特点3.1 实现多通道并行同步高速长时间连续采样（多通道并行工作时，256kHz/通道）；3.2 高度集成：模块化设计的硬件，每个模块有16、32或64通道机箱形式；3.3 每台计算机可控制多通道以上同步并行采样，满足多通道、高精度、高速动态信号的测量需求；3.4 每通道独立电压放大器，24位A/D转换器，低通滤波器，抗混滤波器，消除通道间串扰影响，提高系统的抗干扰能力；3.5 准确的采样速率：先进的DDS数字频率合成技术产生高精度、高稳定度的采样脉冲，保证了多通道采样速率的同步性、准确性和稳定性；3.7 数字磁带机信号记录功能：实现长时间实时、无间断记录多通道信号；3.8 进口雷莫接插件：输入接插件采用了进口高性能雷莫头，大大提高了小信号输入的可靠性，操作也十分方便；3.9 信号适调器：配套各种可程控的信号适调器，通道自动识别，输入灵敏度实现归一化数据；3.10 转速/计数器通道：可接各种脉冲/频率输出型传感器或计数器，用于转速、脉冲计数或频率的测量；3.11 信号源输出通道：多通道输出互不相关，可输出多种信号，包括：正弦、正弦扫频、随机、伪随机、猝发随机、半正弦、方波、磁盘输出等，可与多种实验设备配合使用；3.12 运行于Win2000/XP/7/8操作系统，用户界面友好、操作简便灵活；3.13 计算机通过USB3.0接口与仪器通讯，对采集器进行参数设置（量程、传感器灵敏度、采样速率等）、清零、采样、停止等操作，并实时传送采样数据。
DH5929动态信号测试分析系统
1 概述DH5929动态应变测试分析系统是以计算机为基础、智能化的动态应变测试分析系统。
每个机箱可内置32或64通道（可根据用户定制），适用于测量结构应力及其形成的各种物理量，如力、压力和扭矩等。
1.1应用范围1.1.1 根据测量方案，可完成全桥、半桥、1／4桥（三线制自补偿）的应变应力多点高速并行采样；1.1.2 配接各种桥式传感器，实现各种物理量的测试和分析；1.1.3 可直接对输入的电压信号进行多点高速并行采样；1.1.4 配接各种热电阻（如铂电阻、铜电阻等）温度传感器，对温度进行测试和分析。
1.2 特点1.2.1 外观设计为标准3U/19英寸机箱，可直接安装于标准机柜内组成无限测点的动态应变测试系统；1.2.2 采用模块化设计，每个应变模块有4个采集通道；1.2.3 高度集成，单台整机完整配置共有64通道，可通过以太网进行多机箱级联；1.2.4 支持多台采集仪联网进行同步测试，采集过程中图形实时显示被测物理量变化；1.2.5 通用、可靠的以太网通讯，使系统实现了边采样、边传送、边存硬盘、边显示，利用计算机海量的存储硬盘，长时间实时、无间断记录所有通道信号；1.2.6 利用嵌入式系统中的硬盘，可长时间实时、无间断记录多通道信号，所有通道并行同步工作，每通道采样速率可达20kHz；1.2.7 内置工业级计算机和大容量硬盘可不间断存储数据，最大限度保障了数据存储可靠性；1.2.8 能够进行通道自检，快速获知仪器通道状态，1.2.9具有导线电阻自动测量及修正功能。
1.3 系统构成计算机通过以太网和数据采集箱相连，构成64通道的动态应变测量系统。
通过网络技术，可实现无限多通道扩展并行采样。
1.4 硬件功能1.4.1 内置标准电阻，用户可通过软件程控设置每个通道的桥路方式（全桥、半桥、三线制1/4桥）；1.4.2 可设置任意一个测点作为公用补偿测点；1.4.3 先进的隔离技术和合理的接地，使系统具有极强的抗干扰能力，适用于各种工程现场的检测；1.4.4进口雷莫接插件：输入接插件采用了进口高性能雷莫头，大大提高了小信号输入的可靠性，操作也十分方便；1.4.5 模块与计算机通过以太网相连，既可单独工作也可通过以太网控制多台并行工作，利用以太网扩展简单方便，传输数据更为稳定；1.4.6 自动导线电阻测量及修正：系统硬件自带导线电阻测量功能，结合控制软件可一键完成桥路导线电阻测量并进行自动修正，避免了试验过程中人工检查操作繁琐、主观读数误差大等情况对测量结果造成的影响，提高测试精度；1.4.7 每通道独立的放大器及24bit A／D转换器：实现了多通道并行同步采样，通道间无串扰影响及采样速率不受通道数的限制，并且大大提高了系统的抗干扰能力；1.4.8 准确的采样速率：先进的DDS数字频率合成技术产生高精度、高稳定度的采样脉冲，保证了多通道采样速率的同步性、准确性和稳定性。
蠕变扰动效应下红砂岩强度极限邻域试验研究
㊀第４９卷第９期煤炭科学技术Ｖｏｌ ４９㊀Ｎｏ ９㊀㊀２０２１年９月ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ㊀Ｓｅｐ．２０２１㊀移动扫码阅读王㊀波，刘重阳，陈学习，等．蠕变扰动效应下红砂岩强度极限邻域试验研究［Ｊ］．煤炭科学技术，２０２１，４９（９）：５４－６０ ｄｏｉ：１０ １３１９９／ｊ ｃｎｋｉ ｃｓｔ ２０２１ ０９ ００８ＷＡＮＧＢｏ，ＬＩＵＣｈｏｎｇｙａｎｇ，ＣＨＥＮＸｕｅｘｉ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｒａｎｇｅｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｏｆｒｅｄｓａｎｄｓｔｏｎｅｕｎｄｅｒｅｆｆｅｃｔｏｆｃｒｅｅｐｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ［Ｊ］．ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２１，４９（９）：５４－６０ ｄｏｉ：１０ １３１９９／ｊ ｃｎｋｉ ｃｓｔ ２０２１ ０９ ００８蠕变扰动效应下红砂岩强度极限邻域试验研究王㊀波，刘重阳，陈学习，陆长亮，黄子康，胡仕宇（华北科技学院安全工程学院，河北廊坊㊀１０１６０１）摘㊀要：为得到更合适的强度极限邻域及其划分依据，以红砂岩为研究对象，应用自主研发的ＲＲＴＳ－ＩＶ型岩石蠕变扰动效应试验系统及动态测试分析系统，通过岩石蠕变及其扰动效应下单轴压缩试验，结合理论分析，开展红砂岩强度极限邻域及其划分依据相关研究㊂依据试验结果，首先从分级加载蠕变曲线和应力应变等时曲线２个方面分析了横向蠕变和轴向蠕变所确定长期强度的差异性；然后从瞬时扰动变形量和残余扰动变形量转化规律２个方面对岩石横向蠕变和轴向蠕变所确定的强度极限邻域进行了对比研究；最后通过综合分析得到合适的强度极限邻域及其划分依据㊂研究结果表明：相对于瞬时扰动变形量，以残余扰动变形量转化规律确定强度极限邻域更合适；相对于轴向蠕变残余扰动变形量转化规律，以横向蠕变残余扰动变形量转化规律确定强度极限邻域更合适，由此得出红砂岩的强度极限邻域阈值约为３２．５ＭＰａ；长期强度确定的强度极限邻域阈值与残余扰动变形量转化规律确定的强度极限邻域阈值相差约２．５ＭＰａ，但作为简单的初步分析判定，以长期强度界定强度极限邻域仍有较高的参考价值㊂关键词：强度极限邻域；蠕变扰动效应；横向蠕变；轴向蠕变；长期强度中图分类号：ＴＤ３１５㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：０２５３－２３３６（２０２１）０９－００５４－０７ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｒａｎｇｅｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｏｆｒｅｄｓａｎｄｓｔｏｎｅｕｎｄｅｒｅｆｆｅｃｔｏｆｃｒｅｅｐｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅＷＡＮＧＢｏ，ＬＩＵＣｈｏｎｇｙａｎｇ，ＣＨＥＮＸｕｅｘｉ，ＬＵＣｈａｎｇｌｉａｎｇ，ＨＵＡＮＧＺｉｋａｎｇ，ＨＵＳｈｉｙｕ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｇｆａｎｇ㊀１０１６０１，Ｃｈｉｎａ）收稿日期：２０２１－０１－１２；责任编辑：朱恩光基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１５７４１２４）；河北省自然科学基金资助项目（Ｅ２０１９５０８０８８）；中央高校基本科研业务费资助项目（３１４２０１８０３４）作者简介：王㊀波（１９８１ ），男，山东阳谷人，教授，博士㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｂｏ．９４＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：刘重阳（１９９３ ），男，河北涞源人，硕士研究生㊂Ｅ－ｍａｉｌ：１１０９３７９８２９＠ｑｑ．ｃｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｍｏｒｅｓｕｉｔａｂｌｅｒａｎｇｅａｎｄｄｉｖｉｓｉｏｎｂａｓｉｓｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄ．Ｒｅｄｓａｎｄｓｔｏｎｅｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ．ＵｓｉｎｇＲＲＴＳ－ＩＶｒｏｃｋｃｒｅｅｐｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｅｆｆｅｃｔｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙｏｕｒｓｅｌｖｅｓ，ａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｔｅｓｔｏｆｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃｒｅｅｐａｎｄｉｔｓｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒｏｃｋ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｒａｎｇｅａｎｄｄｉｖｉｓｉｏｎｂａｓｉｓｏｆｒｅｄｓａｎｄｓｔｏｎｅ＂ｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｆｉｅｌｄ＂ａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｓｔｒｅｎｇｔｈｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｃｒｅｅｐａｎｄａｘｉａｌｃｒｅｅｐｉｓａｎａｌｙｚｅｄｆｒｏｍｔｗｏａｓｐｅｃｔｓ：ｇｒａｄｅｄｌｏａｄｉｎｇｃｒｅｅｐｃｕｒｖｅａｎｄｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎｉｓｏｃｈｒｏｎｏｕｓｃｕｒｖｅ．Ｔｈｅｎａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ＂ｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔ＂ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｌａｔｅｒａｌａｎｄａｘｉａｌｃｒｅｅｐｏｆｒｏｃｋｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｒｏｍｔｗｏａｓｐｅｃｔｓ：ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｄｉｓ⁃ｔｕｒｂａｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｌａｗｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｓｕｉｔａｂｌｅｒａｎｇｅａｎｄｄｉｖｉｓｉｏｎｂａｓｉｓｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｌａｗｏｆａｘｉａｌｃｒｅｅｐｒｅ⁃ｓｉｄｕａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｉｔｉｓｍｏｒｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｂｙｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｌａｗｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｃｒｅｅｐｒｅｓｉｄｕａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｓｏｔｈｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖａｌｕｅｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｒａｎｇｅｏｆｒｅｄｓａｎｄｓｔｏｎｅｉｓａｂｏｕｔ３２．５ＭＰａ；ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒａｎｇｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｈｅｒａｎｇｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｌａｗｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓａｂｏｕｔ２．５ＭＰａ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｓａｓｉｍｐｌｅｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｉｓｓｔｉｌｌｏｆｈｉｇｈｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｔｏｄｅｆｉｎｅｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｂｙｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄ；ｃｒｅｅｐｅｆｆｅｃｔ；ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｃｒｅｅｐ；ａｘｉａｌｃｒｅｅｐ；ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｓｔｒｅｎｇｔｈ４５王㊀波等：蠕变扰动效应下红砂岩强度极限邻域试验研究２０２１年第９期０㊀引㊀㊀言岩石蠕变扰动问题是影响地下岩体工程顺利进行以及后期安全运营的重要问题之一，随着地下岩体工程埋深及规模越来越大，岩体的应力应变状态越来越复杂，部分岩体对外界扰动十分敏感，极易因扰动产生相应的蠕变，导致岩体破坏，给工程岩体的支护和返修带来难题㊂由岩石蠕变扰动效应强度极限邻域相关理论可知：处于强度极限邻域内的岩石，在外界扰动条件下易产生相应的蠕变变形；处于强度极限邻域外的岩石，在外界扰动条件下不易产生相应的蠕变［１－２］㊂因此开展岩石蠕变扰动效应相关试验研究，掌握强度极限邻域㊁其划分依据及蠕变扰动相关规律是预防和解决问题的关键㊂高延法等［１－２］提出了岩石蠕变扰动效应及强度极限邻域等概念，并进行了相关试验研究，研究表明：强度极限邻域分为左邻域和右邻域，可初步认为左邻域为岩石的长期强度至岩石的单轴抗压强度极限值，在此研究基础上众多学者对岩石蠕变扰动效应这一课题展开了研究㊂文献［３－５］分别研制了ＲＲＴＳ－Ｉ至ＲＲＴＳ－Ⅲ型岩石流变扰动效应试验仪和试验系统㊂范庆忠［６］进行了岩石蠕变扰动效应单轴㊁三轴压缩试验和岩梁弯曲蠕变扰动效应试验，得到了岩石的非线性蠕变特征㊁对扰动荷载敏感的邻域以及强度极限邻域内的蠕变扰动效应㊂崔希海等［７－８］利用自主研发的常载三轴扰动流变仪和ＭＴＳ试验系统对２种较典型的岩石（红砂岩和软弱泥岩）进行岩石压缩流变㊁岩石压缩扰动流变和岩石拉伸扰动流变试验，得出岩石扰动流变的应变远大于同应力下的瞬时应变和流变应变，且每一扰动均产生相应的应变突变，并通过对试验结果的数值分析，建立起以应力状态和扰动载荷及时间为自变量的扰动流变本构方程㊂付志亮［９］应用新研制的三轴蠕变扰动仪㊁ＭＴＳ和弯曲试验仪进行了岩石低围压分级加载条件下的三轴压缩蠕变试验和三轴蠕变扰动效应试验，得出围压对岩石的强度㊁破坏形态以及横向㊁轴向蠕变有明显影响，以及在围压相同情况下，岩石的蠕变损伤与扰动冲击荷载能量有关的结论㊂王波等［１０－１１］进行了岩石蠕变扰动效应单轴压缩试验，得出强度极限邻域内岩石蠕变对外界扰动响应明显，扰动产生的蠕变扰动变形量剧烈增加且不可恢复，随着扰动能量的累积，蠕变加速增长至试件破坏，并根据试验结果，绘制了不同流变阶段的累计扰动变形量－累积扰动能量曲线，结合岩石流变扰动的影响因素，在流变扰动曲线的基础上建立了岩石流变扰动本构方程㊂黄万朋［１２］开展了深井巷道变形机理与围岩流变变形控制研究，分析了深部巷道围岩破坏机理与支护体的作用机理，理论推导出了巷道围岩保持长期稳定所需要的支护反力的计算公式㊂王军等［１３］进行了钢管混凝土组合支架支护技术研究，通过有限元分析㊁理论计算和二次流变扰动试验，验证了组合支架承载力基本满足动压扰动作用下的围岩稳定需求，并设计出基于钢管混凝土组合支架的交岔点返修支护方案㊂此外大量学者［１４－１５］开展了岩石蠕变特性相关研究，并得到了岩石在单轴压缩条件下的蠕变变化规律以及岩石的非线性蠕变变化特征㊂但上述研究均未关注扰动条件对蠕变的影响㊂文献［１６］以红砂岩为研究对象进行岩石单轴压缩蠕变试验，试验结果表明由轴向稳定蠕变和横向稳定蠕变所确定的岩石长期强度存在较大差异㊂长期强度的判定可能直接影响到强度极限邻域的划分，以上有关强度极限领域范围的研究中，均未针对轴向蠕变和横向蠕变所确定的岩石长期强度存在差异这一问题，结合岩石蠕变扰动效应相关理论对强度极限邻域进行对比研究㊂此外以往有关强度极限邻域的研究，多关注瞬时扰动变形量，对扰动后的残余扰动变形量转化规律研究较少㊂针对以上问题，应用自主研发的ＲＲＴＳ－ＩＶ型岩石蠕变扰动效应试验系统，及配备的动态测试分析系统进行岩石蠕变及其扰动效应下红砂岩单轴压缩试验，开展强度极限邻域的相关研究，得到合适的强度极限邻域及其划分依据，进一步丰富岩石蠕变扰动效应相关研究㊂１㊀岩石蠕变试验系统及试件试验应用自主研发的ＲＲＴＳ－ＩＶ型岩石蠕变扰动效应试验系统，和购置的东华动态测试分析系统，进行岩石蠕变及其扰动效应单轴压缩试验，开展强度极限邻域相关研究㊂岩石蠕变扰动效应试验系统主要包括试验仪主机㊁冲击扰动装置㊁逐级加载装置；动态测试分析系统主要包括ＤＨ５９２２Ｎ动态信号分析仪㊁ＤＨ３８１０Ｎ－１应变适调器㊁ＹＬＲ－３Ｆ压力传感器等㊂试验选取红砂岩为研究对象，从同一块较大母岩上取ø５０ｍｍˑ１００ｍｍ红砂岩试件若干，经声波检测后，选取其中波速差异性较小的６个试件进行分组试验，其中试件２㊁３㊁４进行岩石单轴压缩常规试验，试件１㊁５㊁６进行岩石蠕变及其扰动效应下红砂岩单轴压缩试验㊂２㊀岩石单轴压缩常规试验将准备好的岩石试件２㊁３㊁４依次放置到ＲＭＴ５５２０２１年第９期煤炭科学技术第４９卷试验机上进行岩石单轴压缩常规试验，测得岩石的单轴抗压强度及轴向和横向应变㊂试验结果见表１，其平均单轴抗压强度值为６２．７６ＭＰａ，平均轴向应变为６．９３５ˑ１０－３；由于横向位移传感器探头与试件接触部分发生劈裂，造成横向应变偏差较大，故未取横向应变平均值作为后续试验研究依据㊂表１㊀岩石单轴压缩常规试验数据Ｔａｂｌｅ１㊀Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｅｓｔｄａｔａｏｆｒｏｃｋｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ试件高度／ｍｍ直径／ｍｍ强度极限／ＭＰａ轴向应变／１０－３横向应变／１０－３２１０１．４２４９．３２６５．８７６．７２５－３．７１０３９９．９２４９．２２６０．１８６．７２０－６．３６９４９９．５４４９．１２６２．２２７．３６１－１０．０７４㊀㊀注：应变中正号代表轴向变形；负号代表横向变形㊂３㊀单轴压缩试验过程及结果分析３．１㊀试验过程及步骤岩石蠕变及其扰动效应下红砂岩单轴压缩试验共进行了３次，采用分级增量的加载方式，依据之前岩石单轴压缩常规试验测得的平均单轴抗压强度６２．７６ＭＰａ，试件１㊁５㊁６拟选取１５㊁２０㊁２５㊁３０㊁３５㊁４０㊁４５㊁５０㊁５５㊁６０ＭＰａ等１０个蠕变应力等级，进行岩石单轴压缩蠕变及其扰动效应试验，每级蠕变时间约１４ｈ㊂试验开始时先进行预加载，调整试件和仪器，使对称的２个应变片的读数大致相同，然后进行正式的蠕变应力等级加载㊂依据事先设定好的蠕变应力等级依次进行加载，加载速度控制在３００ ５００Ｎ／ｓ，当第１级蠕变变形趋于稳定后，进行扰动，每次扰动进行１０次冲击，每次冲击间隔３０ｓ，冲击高度１０ｃｍ，冲击砝码质量１．５ｋｇ，１０次冲击完成后，让试件在这一蠕变应力等级下继续蠕变１００ １５０ｍｉｎ，以便观察冲击后的蠕变变形规律㊂以上操作完成后即可进行下一蠕变应力等级的蠕变扰动效应试验，蠕变稳定后进行冲击扰动，如此循环直至试件破坏㊂试验共进行了１０次蠕变应力等级加载，９次扰动，试件在蠕变应力等级６０ＭＰａ条件下未进行冲击扰动就提前发生蠕变破坏，故只进行了９次扰动㊂３．２㊀长期强度分析三次岩石蠕变及其扰动效应下红砂岩单轴压缩试验的试验结果基本相同，故以试件５为例，展开试验结果分析㊂试验全程蠕变扰动曲线如图１所示㊂分级加载蠕变曲线如图２所示，由图２ａ可知：在应力水平１５ ３０ＭＰａ下，轴向蠕变速率随着时间的增加减速增长，最终趋于一条水平的直线；在应力水平３５ ５５ＭＰａ下，轴向蠕变速率随着时间的增加图１㊀单轴全程扰动蠕变曲线Ｆｉｇ．１㊀Ｕｎｉａｘｉａｌｃｒｅｅｐｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｃｕｒｖｅ先减速增长，然后匀速增长，且随着应力水平的提高匀速增长速率逐渐增大；由此可初步判断轴向蠕变确定的长期强度至少为３０ＭＰａ㊂以同样的方式观察图２ｂ，可初步判断横向蠕变确定的长期强度至少为２５ＭＰａ㊂图２㊀分级加载蠕变曲线Ｆｉｇ．２㊀Ｃｒｅｅｐｃｕｒｖｅｏｆｇｒａｄｅｄｌｏａｄｉｎｇ应力－应变等时曲线如图３所示，等时曲线簇大致从线性向非线性㊁从密集向稀疏演变㊂随着应力水平的增加曲线离散性和弯曲度越来越大，且时间越长弯曲度越大㊂结合图３和文献［１７－１８］分析可知：横向应力－应变等时曲线簇存在２个拐点，分别对应３０㊁３５ＭＰａ㊂应力３０ＭＰａ之前曲线基本呈线性，曲线簇离散性较低，此时试件未发生明显蠕变变形；应力３０ ３５ＭＰａ曲线簇离散性开始逐渐增６５王㊀波等：蠕变扰动效应下红砂岩强度极限邻域试验研究２０２１年第９期图３㊀应力－应变等时曲线Ｆｉｇ．３㊀Ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎｉｓｏｃｈｒｏｎｏｕｓｃｕｒｖｅ大，且弯曲度增大，此阶段试件开始产生蠕变变形；应力３５ＭＰａ以后曲线呈非线性，弯曲度和离散性显著增大，此阶段蠕变变形显著增大，试件内部结构损伤裂缝萌生并迅速发展，一段时间后试件即发生破坏㊂岩石试件在应力３５ＭＰａ之前可保持稳定状态，线性变形及裂纹稳定扩展不会发展为蠕变破坏㊂因此，岩石横向变形确定的长期强度约为３５ＭＰａ㊂以同样的方式观察图３ｂ，应力４５ＭＰａ以后曲线呈非线性，弯曲度和离散性显著增大，从而判断出岩石轴向变形确定的长期强度约为４５ＭＰａ㊂以上２种分析结果一致，从而得出横向变形确定的长期强度约为３５ＭＰａ，轴向变形确定的长期强度约为４５ＭＰａ㊂横向蠕变和轴向蠕变规律相似，应力超过长期强度后，随着时间的延长，最终蠕变都会导致岩石的破坏，故从安全角度考虑，以横向变形确定的长期强度３５ＭＰａ为岩石的长期强度㊂３．３㊀强度极限邻域分析３．３．１㊀横向累积扰动变形分析岩石试件在各级蠕变应力等级下的横向累积扰动变形如图４所示，应力１５㊁２０㊁２５㊁３０㊁３５ＭＰａ条件下的横向累积扰动变形量随扰动次数的增加减速增长，最终增长速度趋于零，横向累积扰动变形量稳定在某一值，且大致在第７㊁８次扰动时趋于稳定，这表明在蠕变应力等级较低的情况下，前面的横向累积扰动变形会对后续的扰动变形产生影响，出现硬化现象，此时的横向蠕变对扰动不敏感；应力４０㊁４５㊁５０㊁５５ＭＰａ条件下的横向累积扰动变形量随扰动次数的增加先减速增长，然后近似匀速增长，未出现硬化现象，表明此时的横向蠕变对扰动敏感；此外各级扰动的初始横向累积扰动变形量和最终横向累积扰动变形量随着蠕变应力等级的提高而逐渐增大，表明横向蠕变对扰动的敏感程度随蠕变应力等级的提高而增加㊂图４㊀横向累积扰动变形Ｆｉｇ．４㊀Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ３．３．２㊀轴向累积扰动变形分析岩石试件在各级蠕变应力等级下的轴向累积扰动变形如图５所示，应力１５㊁２０㊁２５㊁３０㊁３５㊁４０ＭＰａ条件下的轴向累积扰动变形量随扰动次数的增加减速增长，最终增长速度趋于０，轴向累积扰动变形量稳定在某一值，且均在第８次扰动时趋于稳定，这表明在蠕变应力等级较低的情况下，前面的轴向累积扰动变形会对后续的扰动变形产生影响，出现硬化现象，此时的轴向蠕变对扰动不敏感；应力４５㊁５０㊁５５ＭＰａ条件下的轴向累积扰动变形量随扰动次数的增加先减速增长，然后近似匀速增长，未出现硬化现象，表明此时的轴向蠕变对扰动敏感；此外各级扰动的初始轴向累积扰动变形量和最终轴向累积扰动变形量随着蠕变应力等级的提高而逐渐增大，表明轴向蠕变对扰动的敏感程度随蠕变应力等级的提高而增加㊂上述横向㊁轴向累计扰动变形曲线及分析过程中的累计扰动变形量为扰动瞬间产生的变形量累计的结果，以上观测和分析侧重于扰动瞬间产生的瞬时扰动变形量研究㊂由瞬时扰动变形量确定的横向蠕变和轴向蠕变扰动敏感区存在差异，其中横向蠕变的扰动敏感区为４０ＭＰａ至岩石强度极限，横向蠕变的扰动不敏感区为０ ３５ＭＰａ，过渡区域为３５ ４０ＭＰａ；轴向蠕变的扰动敏感区为４５ＭＰａ至岩石７５２０２１年第９期煤炭科学技术第４９卷图５㊀轴向累积扰动变形Ｆｉｇ．５㊀Ａｘｉａｌｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ强度极限，轴向蠕变的扰动不敏感区为０ ４０ＭＰａ，过渡区域为４０ ４５ＭＰａ㊂上述扰动敏感区即强度极限邻域内，扰动不敏感区即强度极限邻域外，过渡区即为强度极限邻域阈值的大致范围㊂３．３．３㊀各级扰动蠕变曲线分析各蠕变应力等级下的扰动蠕变曲线如图６所示，图６中前１１个测点对冲击扰动瞬时变形量进行了描述，之后的所有测点描述了冲击扰动后一段时间内的蠕变规律㊂由图６可知，１５㊁２０㊁２５㊁３０ＭＰａ蠕变应力等级下的横向变形量先在扰动条件下逐渐增加，然后在扰动之后的一段时间内逐渐减小，基本恢复到冲击扰动前的横向变形量，此时的岩石试件处于弹性阶段，冲击扰动产生的瞬时扰动变形量可随着时间的推移逐渐恢复，几乎不产生残余变形量，表明此蠕变应力等级范围下的横向蠕变对扰动不敏感；３５㊁４０㊁４５㊁５０㊁５５ＭＰａ蠕变应力等级下的横向变形量先在扰动条件下逐渐增加，扰动完成后，横向变形量未出现减小迹象，而是随时间持续增长，扰动产图６㊀各级扰动蠕变曲线Ｆｉｇ．６㊀Ｐｅｒｔｕｒｂｅｄｃｒｅｅｐｃｕｒｖｅｓａｔａｌｌｌｅｖｅｌｓ８５王㊀波等：蠕变扰动效应下红砂岩强度极限邻域试验研究２０２１年第９期生大量的残余变形量，表明此蠕变应力等级范围下的横向蠕变对扰动敏感㊂轴向扰动蠕变变形规律与横向扰动蠕变变形规律基本相似，仅在扰动敏感区范围划分上有所不同，轴向扰动蠕变在应力１５㊁２０㊁２５㊁３０㊁３５ＭＰａ条件下，冲击扰动产生的瞬时扰动变形量在之后的蠕变过程中逐渐恢复，几乎不产生残余变形量，表明此蠕变应力等级范围下的轴向蠕变对扰动不敏感；在应力４０ＭＰａ条件下，冲击扰动产生的瞬时扰动变形量在之后的蠕变过程中略有回弹，但大部分残余变形保留下来，表明此蠕变应力等级下的轴向蠕变对扰动敏感；轴向扰动蠕变在应力４５㊁５０㊁５５ＭＰａ条件下，冲击扰动产生的瞬时扰动变形量未出现回弹现象，扰动产生大量的残余变形量，表明此蠕变应力等级范围下的轴向蠕变对扰动敏感㊂上述各级扰动蠕变曲线及上述节分析过程中的残余变形量，为冲击扰动产生的瞬时扰动变形量在之后的蠕变过程中未回弹的部分，即残余扰动变形量㊂以上观测和分析侧重于扰动后残余扰动变形量转化规律的研究㊂由此确定的横向蠕变和轴向蠕变扰动敏感区存在差异，其中横向蠕变扰动敏感区为３５ＭＰａ至岩石强度极限，横向蠕变扰动不敏感区为０ ３０ＭＰａ，过渡区域为３０ ３５ＭＰａ；轴向蠕变扰动敏感区为４０ＭＰａ至岩石强度极限，轴向蠕变扰动不敏感区为０ ３５ＭＰａ，过渡区域为３５ ４０ＭＰａ㊂３．３．４㊀综合分析岩石的破坏是由于内部损伤㊁裂缝的累积和发展造成的，外部主要表现为应变的增加㊂综合分析图４ 图６可知：在微小扰动条件下，岩石处于低应力水平时，扰动产生的瞬时扰动变形量的累积过程会出现硬化现象（即累积到某值时不再增加），一段时间后瞬时扰动变形量几乎全部恢复，只产生少量残余扰动变形量，即产生少量的不可恢复变形量，几乎不会影响岩石的破坏进程，即此应力状态下的岩石对外界扰动不敏感，处于强度极限邻域外；当应力水平增大到某一值后，扰动产生的瞬时扰动变形量的累积过程也会出现硬化现象，但此时的瞬时扰动变形量大部分会转化为残余扰动变形量，即产生大量的不可恢复变形量，会影响岩石的破坏进程，即此应力状态下的岩石对外界扰动敏感，处于强度极限邻域内；当应力水平继续增大，扰动产生的瞬时扰动变形量的累积过程不再出现硬化现象，且全部转化为残余扰动变形量，即产生大量的不可恢复变形量，对岩石的破坏进程产生更大的影响，即此应力状态下的岩石对外界扰动敏感，处于强度极限邻域内㊂瞬时扰动变形量是一个瞬时量，具有可恢复性，直接以它为依据判断岩石的破坏进程不准确；瞬时扰动变形量未恢复的部分，即残余扰动变形量，是一个长期变量，可反映岩石的破坏进程㊂故以扰动后残余扰动变形量转化规律来确定强度极限邻域更合适㊂各种方式确定的强度极限邻域数据见表２㊂横向蠕变残余扰动变形量转化规律确定的强度极限邻域大于轴向蠕变残余扰动变形量转化规律确定的强度极限邻域，即进入强度极限邻域的横向蠕表２㊀强度极限邻域数据Ｔａｂｌｅ２㊀Ｓｔｒｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｒａｎｇｅｄａｔａ影响因素横向蠕变强度极限邻域划分／ＭＰａ轴向蠕变强度极限邻域划分／ＭＰａ外过渡区内外过渡区内瞬时扰动０ ３５３５ ４０４０ 强度极限０ ４０４０ ４５４５ 强度极限残余扰动０ ３０３０ ３５３５ 强度极限０ ３５３５ ４０４０ 强度极限变阈值小于轴向蠕变阈值，横向蠕变先于轴向蠕变进入强度极限邻域，说明横向蠕变相对于轴向蠕变对扰动更敏感㊂横向蠕变扰动规律和轴向蠕变扰动规律基本相似，一旦进入强度极限邻域，蠕变变形对外界扰动敏感，会因外界扰动而产生相应的瞬时扰动变形量，然后转化为残余扰动变形量，从而导致岩石的破坏；故以横向蠕变残余扰动变形量转化规律确定的阈值界定强度极限邻域，对确保岩体工程长期稳定安全更有意义㊂由此得出红砂岩的强度极限邻域阈值在３０ ３５ＭＰａ，取平均为３２．５ＭＰａ㊂由３．２长期强度分析可知：岩石的长期强度约为３５ＭＰａ㊂依据高延法等［１］的相关研究：可初步认为强度极限左邻域为岩石的长期强度至岩石的单轴抗压强度极限值㊂以长期强度确定的强度极限邻域阈值为３５ＭＰａ，以残余扰动变形量转化规律确定的强度极限邻域阈值为３２．５ＭＰａ，两者相差约为２．５ＭＰａ，但作为简单的初步分析判定仍有较高的参考价值，要得到准确的强度极限邻域来指导工程实践，需以横向蠕变残余扰动变形量转化规律确定强度极限邻域㊂４㊀结㊀㊀论１）相对瞬时扰动变形量，以残余扰动变形量转化规律确定强度极限邻域更合适㊂低应力条件下，９５２０２１年第９期煤炭科学技术第４９卷瞬时扰动变形量的累积存在硬化现象，几乎不会转化为残余扰动变形量，即岩石处于强度极限邻域外；随着应力水平的提高，瞬时扰动变形量的累积不再出现硬化现象，大部分或全部转化为残余扰动变形量，即岩石处于强度极限邻域内㊂２）横向㊁轴向蠕变残余扰动变形量转化规律确定的强度极限邻域存在差异，横向蠕变先于轴向蠕变进入强度极限邻域内；以横向蠕变残余扰动变形量转化规律确定强度极限邻域更合适，由此得出红砂岩的强度极限邻域阈值约为３２．５ＭＰａ㊂３）以长期强度确定的强度极限邻域阈值为３５ＭＰａ，以残余扰动变形量转化规律确定的强度极限邻域阈值为３２．５ＭＰａ，两者相差约为２．５ＭＰａ，但作为简单的初步分析判定，以长期强度确定强度极限邻域仍有较高的参考价值㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］㊀高延法，范庆忠，崔希海，等．岩石流变及其扰动效应试验研究［Ｍ］．北京：科学出版社，２００７．［２］㊀高延法，肖华强，王㊀波，等．岩石流变扰动效应试验及其本构关系研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００８，２７（Ｓ１）：３１８０－３１８５．㊀ＧＡＯＹａｎｆａ，ＸＩＡＯＨｕａｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧＢｏ，ｅｔａｌ．Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｔｅｓｔｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｗｉｔｈｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔａｎｄｉｔｓｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｔｕｄｙ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，２７（１）：３１８０－３１８５．［３］㊀崔希海，高延法，李进兰．岩石扰动蠕变试验系统的研发［Ｊ］．山东科技大学学报，２００６，２５（３）：３６－３８．ＣＵＩＸｉｈａｉ，ＧＡＯＹａｎｆａ，ＬＩＪｉｎｌａｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒｏｃｋｃｒｅｅｐｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇｌｏａｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈａｎｄｏｎｇＵｎＩｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉ－ｅｎｃｅ），２００６，２５（３）：３６－３８．［４］㊀高延法，马鹏鹏，黄万朋，等．ＲＲＴＳ－Ⅱ型岩石流变扰动效应试验仪［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０１１，３０（２）：２３８－２４３．ＧＡＯＹａｎｆａ，ＭＡＰｅｎｇｐｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＷａｎｐｅｎｇ，ｅｔａｌ．ＲＲＴＳ–ＩＩｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｆｏｒｒｏｃｋｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｅｒｔｅｒｂａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，３０（２）：２３８－２４３．［５］㊀王㊀波，高昌炎，陈学习，等．岩石流变扰动效应三轴试验系统［Ｊ］．煤炭学报，２０１８，４３（２）：４３３－４４０．ＷＡＮＧＢｏ，ＧＡＯＣｈａｎｇｙａｎ，ＣＨＥＮＸｕｅｘｉ，ｅｔａｌ．Ａｘｉａｌｌｏａｄｔｅｓｔｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒｏｃｋｒｈｅｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉａｌ，２０１７，４２（６）：１１４３－１４５０．［６］㊀范庆忠．岩石蠕变及其扰动效应试验研究［Ｄ］．青岛：山东科技大学，２００６．［７］㊀崔希海．岩石流变扰动效应及试验系统研究［Ｄ］．青岛：山东科技大学，２００７．［８］㊀崔希海，李进兰，牛学良．岩石扰动流变规律和本构关系的试验研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报．２００７，２６（９）：１８７５－１８８１．ＣＵＩＸｉｈａｉ，ＬＩＪｉｎｌａｎ，ＮＩＵＸｕｅｌｉａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｇｕｌａｒｉｔｙａｎｄｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｒｏｃｋｕｎｄｅｒｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇｌｏａｄｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎ⁃ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，２６（９）：１８７５－１８８１．［９］㊀付志亮．岩石蠕变扰动效应与损伤特征理论与试验研究［Ｄ］．青岛：山东科技大学，２００７．［１０］㊀王㊀波，高昌炎，陈学习，等．岩石流变扰动特性单轴压缩试验研究［Ｊ］．煤炭学报，２０１７，４２（６）：１４４３－１４５０．ＷＡＮＧＢｏ，ＧＡＯＣｈａｎｇｙａｎ，ＣＨＥＮＸｕｅｘｉ，ｅｔａｌ．Ａｘｉａｌｌｏａｄｔｅｓｔｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒｏｃｋｒｈｅｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉａｌ，２０１７，４２（６）：１１４３－１４５０．［１１］㊀王㊀波，高延法，王㊀军．流变扰动效应引起围岩应力场演变规律分析［Ｊ］．煤炭学报，２０１０，９（３５）：１４４６－１４５０．ＷＡＮＧＢｏ，ＧＡＯＹａｎｆａ，ＷＡＮＧＪｕｎ，ｅｔａｌ．Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎｌａｗａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｕｒ－ｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄｂｙｒｈｅｏｌｏｇｙｄｉｓｔｕｒｂｅｄｅｆｆｅｃｔｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１０，３５（９）：１４４６－１４５０．［１２］㊀黄万朋．深井巷道非对称变形机理与围岩流变及扰动变形控制研究［Ｄ］．北京：中国矿业大学（北京），２０１２．［１３］㊀王㊀军，黄万朋，左建平，等．深井交岔点围岩流变扰动效应及钢管混凝土组合支架支护技术研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０１８，２（３７）：４６１－４７２．ＷＡＮＪｕｎ，ＨＵＡＮＧＷａｎｐｅｎｇ，ＺＵＯＪｉａｎｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｒｏｃｋａｎｄｃｏｍｂｉｎｅｄｓｕｐｐｏｒｔｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｓｉｎｄｅｅｐｃｏａｌｍｉｎｅｒｏａｄｗａｙ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１８，２（３７）：４６１－４７２．［１４］㊀ＧÉＲＡＬＤＩＮＥＦ，ＦＲÉＤÉＲＩＣＰ．Ｃｒｅｅｐａｎｄｔｉｍｅ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｄａｍａｇｅｉｎａｒｇｉｌｌａｃｅｏｕｓｒｏｃｋｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭｉｎｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅｓ，２００６，４３（６）：９５０－９６０．［１５］㊀ＴＳＡＩＬＳ，ＨＳＩＥＨＹＭ，ＷＥＮＧＭＣ，ｅｔａｌ．Ｔｉｍｅｄｅｐｅｎｄｅｎｔｄｅ⁃ｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｗｅａｋｓａｎｄｓｔｏｎｅｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭｉｎｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅｓ，２００８，４５（２）：１４４－１５４．［１６］㊀崔希海，付志亮．岩石流变特性及长期强度的试验研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００６，２５（５）：１０２１－１０２４．ＣＵＩＸｉｈａｉ，ＦＵＺｈｉｌｉａｎｇ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｒｈｅｏｌｏｇｙｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｒｏｃｋｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆｒｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，２５（５）：１０２１－１０２４．［１７］㊀张㊀玉，金培杰，徐卫亚，等．基碎屑岩三轴蠕变特性及长期强度试验研究［Ｊ］．岩土力学，２０１６，３７（５）：１２９１－１３００．ＺＨＡＮＧＹｕ，ＪＩＮＰｅｉｊｉｅ，ＸＵＷｅｉｙａ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｔｒｉａｘｉａｌｃｒｅｅｐｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｌａｓｔｉｃｒｏｃｋｉｎｄａｍｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＲｏｃｋａｎｄＳｏｉｌＭｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１６，３７（５）：１２９１－１３００．㊀［１８］㊀李良权，徐卫亚，王㊀伟，等．基于流变试验的向家坝砂岩长期强度评价［Ｊ］．工程力学，２０１０，２７（１１）：１２７－１４３．ＬＩＬｉａｎｇｑｕａｎ，ＸＵＷｅｉｙａ，ＷＡＮＧＷｅｉ，ｅｔａｌ．Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｓｔｒｅｎｇｔｈｆｏｒＸｉａｎｇＪｉａＢａｓａｎｄｓｔｏｎｅｂａｓｅｄｏｎｃｒｅｅｐｔｅｓｔｓ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１０，２７（１１）：１２７－１４３．０６。
动态测试
（2）时域分析功能：概率密度、累积密度、自相关、互相关分析等；
直方图相关分析
（3）频域分析功能：实时频谱、平均谱、自功率谱、互功率谱、频响分析等；
频谱分析频响分析
（4）数据预处理功能：重采样、数据曲线截取、微分/积分、数字滤波器设计等；
DH5922动态信号测试分析系统
1概述
DH5922为通用型动态信号测试分析系统，应用范围非常广泛，一套系统，就可完成应力应变、振动（加速度、速度、位移）、冲击、声学、温度（各种类型热电偶、铂电阻）、压力、流量、力、扭矩、电压、电流等各种物理量的测试和分析。
1.1应用范围：
1.1.1可完成全桥、半桥、1／4桥（三线制）状态的应力应变的测试和分析；
1.2.3最高采样速率128kHz/通道（16通道同时工作）；
1.2.4并行总线扩展通道,实现多通道同步采样；
1.2.5DMA方式实时传送，保证了数据传送的高速、不漏码、不死机；
1.2.6具有长时间实时信号高速记录功能（海量存贮）；
1.2.7进口雷莫接插件：输入接插件采用了进口高性能雷莫头，大大提高了小信号输入的可靠性，操作也十分方便；
1.2.8运行于Win2000/XP/7操作系统，用户界面友好、操作简便灵活；
1.2.9高度实时：实时采集、实时储存、实时显示、实时分析等；
1.2.10强大的分析、处理功能及完善的在线帮助。
1.3系统框图：
1.3.1仪器与多种传感器的连接，如图1所示
图1传感器与仪器连接
1.3.2单台工作如图2所示
图2单台工作
基本分析软件提供了快速简便的数据管理，实时采集及统计数据显示和后处理功能。不同的测试环境，可预先设置不同的采样、通道参数，试验时快速导入。多项数据预处理包含重采样、低通滤波、消除直流(均值)、消除线性趋势、曲线拟合、平滑处理、数据段的截取、删除、另存、时域或频域的积分与微分、数字滤波器设计及滤波处理、虚拟通道计算等功能。灵活的在线光标，能快速定位到需要的数据，对多个通道进行观测和比较。
DH5922N动态信号测试分析系统技术参数
DH5922N动态信号测试分析系统技术参数
1.测试频率范围：该系统可以测试的频率范围为0Hz至10MHz，可以对低频信号和高频信号进行测试。
2.动态范围：系统的动态范围为120dB，可以检测到很小的信号，同时也可以处理非常大的信号。
3.采样率：采样率是系统测量信号的重要指标，DH5922N动态信号测试分析系统的采样率为1GS/s，可以满足高速信号的测量需求。
4.采样深度：采样深度是系统测量精度的重要指标，DH5922N动态信号测试分析系统的采样深度为16位，可以提供高精度的信号测量结果。
5.输入阻抗：输入阻抗是系统对测量信号的负载能力，DH5922N动态信号测试分析系统的输入阻抗为50Ω，可以适应不同的信号源。
6.功率量程：系统的功率量程为-90dBm至+20dBm，可以测量非常小和非常大的信号功率。
7. 数据接口：DH5922N动态信号测试分析系统提供多种数据接口，包括USB、Ethernet和GPIB，可以方便地连接到计算机或其他设备。
8.测量模式：系统提供多种测量模式，包括时域测量、频域测量、频谱分析、波形捕捉等，可以根据需求进行灵活的信号分析。
9.显示器：DH5922N动态信号测试分析系统配备7英寸彩色液晶显示屏，可以直观地显示信号波形、频谱等测量结果。
10. 外形尺寸：系统的外形尺寸为440mm×260mm×100mm，重量为
3kg，便于携带和使用。
总结：DH5922N动态信号测试分析系统具有广泛的测试频率范围、较大的动态范围、高采样率和精度、适应不同信号源的输入阻抗、多种数据接口和测量模式等特点，可以满足各种信号测试和分析的需求。
5922使用说明书(通用版本)V13.1.29(2)
DH5922动态信号测试分析系统使用说明书江苏东华测试技术股份有限公司目录第一章入门指南 (1)1.1 认识产品、附件及选件 (1)1.2 仪器介绍 (3)1.2.1 前面板 (3)1.2.2 后面板 (5)第二章系统要求 (7)2.1 电源要求 (7)2.2 环境要求 (7)2.3 计算机系统要求 (8)2.3.1 硬件配置要求 (8)2.3.2 系统要求 (8)第三章安装与调试 (9)3.1 DH5922的连接 (9)3.1.1 1394线的连接 (9)3.1.2 电源线的连接 (9)3.1.3 连接线的使用 (10)3.2 开机顺序 (12)3.3 安装1394驱动 (12)3.4 安装与卸载 (14)3.4.1 安装 (14)3.4.2 卸载 (16)3.5 防火墙设置 (18)第四章传感器连接及测量内容设定 (20)4.1 传感器连接方法 (20)4.2 常见灵敏度的表示方法 (26)第五章过程测量 (26)5.1 新建项目 (26)5.2 通道参数设置 (27)5.2.1 应变应力 (27)5.2.2 压电传感器 (28)5.2.3 桥式传感器 (29)5.2.4 铂电阻测温 (29)5.2.5 电压测量 (30)5.3 采样参数的设置 (31)5.4 平衡清零 (31)5.5 开始采样 (31)第六章实时数据处理和分析 (34)6.1 显示统计信息 (34)6.2 频谱分析显示 (35)6.3 其他分析模式 (37)6.4 数据另存为 (37)6.4.1 另存为位图文件 (37)6.4.2 另存为文本文件 (37)6.4.3 另存为MatLab Workspace文件 (37)6.4.4 另存为Excel文件 (38)6.4.5 另存为UFF文件 (38)6.4.6 另存为Word文件 (38)第七章常见故障及解决办法 (39)7.1 仪器类故障 (39)7.2 适调器类故障 (39)7.3 传感器类故障 (40)7.4 附件类和外部原因引起的故障 (40)第八章注意事项 (41)附录 (42)附录一DH5922技术指标 (42)附录二调理器技术指标（选件） (44)附录三桥路的连接 (47)附录四Windows7防火墙设置 (51)第一章入门指南1.1 认识产品、附件及选件产品图片名称型号描述5922动态信号测试分析系统动态测试分析系统，庞大的信号处理功能，满足了用户在现场进行各种信号处理的需要。
北京特检所DH5925使用说明书(2CH电荷14CH应变)
北京特检所DH5925使用说明书（2CH电荷、14CH应变）DH5925动态信号测试分析系统使用说明书目录第一部分 DH5925使用说明 (3)第一章一.仪器介绍............................................................................ ..................................................................3 仪器外观 ........................................................................... .. (3)1. 正面外观 ........................................................................... .............................................................................. ........3 2. 右侧外观 ........................................................................... .............................................................................. ........4 3. 左侧外观 ........................................................................... .............................................................................. ........5 二. 1、概述 62、技术特点 ........................................................................... .............................................................................. .......6 3、技术指标 ........................................................................... .............................................................................. .......6 三. 第二章一. 二. 第三章一、软件功能 ........................................................................... .......................................................................9 开机主界面 .......................................................................................................................................10 开机界面 ........................................................................... .....................................................................10 开机界面说明 ........................................................................... ............................................................10 操作说明............................................................................ ................................................................12 频谱分析（F1）........................................................................ ...........................................................12 硬件指标 ........................................................................... .. (6)1界面说明 ........................................................................... .............................................................................. ...12 2功能按钮说明 ........................................................................... ........................................................................13 3 文件管理............................................................................ .............................................................................. .15 4 参数设置............................................................................ .............................................................................. .16 5 窗口类型............................................................................ .............................................................................. .24 6 坐标类型............................................................................ .............................................................................. .27 二、磁盘管理介绍 ........................................................................... (27)第三章应用实例............................................................................ ....................................................................28 第四章电池使用须知............................................................................ ...........................................................29 第五章注意事项............................................................................ ....................................................................30 一、注意事项: .......................................................................... .............................................................................. ..30 二、维护和检修 ........................................................................... . (30)第二部分附录............................................................................ . (32)一.信号处理方法简介 ........................................................................... . (32)频谱分析[F1] ......................................................................... .............................................................................. ......32 二.名词术语介绍 ........................................................................... . (34)第1页共47页 DH5925动态信号测试分析系统使用说明书三. 四. 五.DH3810应变适调器 ........................................................................... ....................................................41 应变测量原理 ........................................................................... ................................................................42 文件上传 ........................................................................... . (43)第2页共47页 DH5925动态信号测试分析系统使用说明书第一部分 DH5925使用说明第一章仪器介绍一. 仪器外观 1. 正面外观A：图形显示区 B：方向键和确认键F1――F5：功能键第3页共47页 DH5925动态信号测试分析系统使用说明书 2. 右侧外观C：振动采集通道：内置电荷调理器，直接通过L5线接电荷传感器。
车辆——桥梁耦合系统动态应变及冲击系数测试实验
车辆——桥梁耦合系统动态应变及冲击系数测试实验一、实验目的：1.掌握结构系统动态应变测试方法；2.掌握桥梁结构冲击系数的概念，能够分别利用加速度信号和动态应变数据计算冲击系数；3.能够使用动态信号测试系统及相应的软件，并对实验结果进行合理的分析；二、实验内容：1）动态应变测试实验：对车辆过桥时，桥梁各测点的动态应变数据进行采集，并分析；2）冲击系数测试实验：设置两种工况，正常跑车和跳车实验工况，分别对这两种工况下加速度信号和动态应变数据进行采集，分析得到相应的冲击系数。
三、实验仪器及实验框图1.实验仪器：加速度传感器、电荷适调器、应变片、应变适调器、信号采集分析系统（DH5922测试分析系统）、计算机及结构动态分析软件、斜拉桥模型、车辆模型、测试导线、跳车实验用垫块等2.实验框图：四、实验步骤：1.动态应变测试实验1）在斜拉桥模型上选择测点，并编号，本实验选择了5个测试点，编号分别为1-5，选择3号测点为参考点，位于斜拉桥中跨跨中位置；2）将应变片粘贴在模型测点处(已粘贴好)，应变片通过导线连接到应变适调器，其中工作片接+Eg，补偿片接-Eg，公共线接Vi+，应变适调器对应测点号接入测试分析系统的相同编号的通道；3）DH5922测试分析系统与电脑连接并接通电源；4）打开DH5922测试分析系统开关，待指示灯指示正常后，打开电脑桌面“动态信号集成系统”数据采集软件，进入操作界面；5）创建一个新项目，分析类型选择频谱分析，并设置运行参数、系统参数、通道参数等；6）通道平衡，清零，开始采样，采用跑车激励，达到采样时间，停止采样；7）对采集到的数据进行分析；2.冲击系数测试实验这一部分实验，通过测试两种跑车工况下斜拉桥模型的振动特性，得到冲击系数。
工况1为正常情况下跑车激励，工况2在跨中(3号测点)放置垫块，模拟跳车实验。
下面以振动加速度的测试为例进行介绍，应变测试情况与之类似。
1）工况1正常跑车激励情况下的测点布置，仪器连接，以及数据采集部分，操作步骤均与采用车辆激励进行模态分析实验的操作流程相同。
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DH5922动态信号测试分析系统
1.测试范围广泛：DH5922系统可以对各种动态信号进行测试，包括直流信号、交流信号以及各种复杂的脉冲信号等。
2.高精度测量：该系统具有高精度的测量功能，能够准确地测量信号的幅值、频率、相位等参数。
它使用先进的测量技术和精密的传感器，能够实现非常高的测量精度。
3.多种测试模式：DH5922系统支持多种测试模式，包括静态测试、动态测试和周期测试等。
用户可以根据需要选择适合的测试模式，以获得最准确的测试结果。
4.快速响应：该系统具有快速响应的特点，能够实时采集和处理信号数据。
它采用高速采样技术和强大的信号处理算法，能够在很短的时间内完成信号的采集和分析。
5.数据显示和记录：DH5922系统具有直观的数据显示界面，能够清晰地显示信号的波形、频谱和幅频特性等信息。
同时，它还支持数据记录功能，可以将测试结果保存到存储设备中，以便后续分析和处理。
6.灵活性和可扩展性：该系统具有良好的灵活性和可扩展性，可以根据用户的需求进行定制和扩展。
用户可以根据实际情况选择适合自己的测量配置，满足不同测试要求。
7.便捷的操作和维护：DH5922系统采用友好的操作界面和简单的操作流程，使用户能够快速上手并熟练操作。
同时，该系统还具有良好的可维护性，方便进行系统的维护和升级。
总结起来，DH5922动态信号测试分析系统是一种功能强大、精确可
靠的仪器设备。
它能够帮助用户对各种动态信号进行准确的测试和分析，
为用户解决各种动态信号测试问题提供了有效的解决方案。
无论是在科研、生产还是教学领域，DH5922系统都具有广泛的应用前景。