МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ДИНАМІКИ ВИПУСКАННЯ СИГНАЛУ В СИСТЕМАХ СЕЙСМОАКУСТИЧНОГО МОНІТОРИНГУ БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ

Анотація

В с т у п . Представлено математичну модель автоматизованих систем сейсмоакустичного моніторингу будівельних конструкцій, яка дозволить оцінити динаміку утворення тріщин у будівельних конструкціях із метою попередження руйнування досліджуваних об'єктів. Сейсмоакустичне поле, яке генерують об'єкти дослідження, відображається в матрицю інформативних параметрів, динаміка якої характеризує динаміку стану об'єкта. Для оцінювання динаміки високочастотних сигналів, які генеруються тріщинами, що виникають у процесі експлуатації споруди, доцільно використовувати динаміку емісії, яку породжують ці сигнали. Для цього, з погляду фізичної доцільності, має сенс вибору моделі, яка характеризує динаміку високочастотного діапазону спектра. А саме, в роботі представлено алгоритм, заснований на теоремі для стаціонарних у широкому сенсі процесів.

М е т о д и . Процес старіння може бути відображений у простір ознак, який може бути зведений до множини параметрів, що характеризують пружні властивості матеріалів, які формують досліджувані об'єкти. Оскільки швидкості розповсюдження та форма поздовжніх і поперечних хвиль у матеріалі залежать від пружних параметрів цих матеріалів (коефіцієнта Пуассона та модуля Юнга), то зміна вказаних параметрів призводить до змін спектральних характеристик емісійних сигналів, які виникають у старіючому матеріалі. Будь-який перерозподіл енергії у матеріалі супроводжується виникненням сигналів, що генерують емісію. Динаміка параметрів сигналу емісії відображає зміну пружних властивостей досліджуваного об'єкта. Можливі причини змін внутрішньої структури – це виникнення та збільшення тріщин, фазові переходи в монолітних матеріалах і розпушення складових. Це означає, що зміни динамічних параметрів сигналів емісії пов'язані з динамічними характеристиками вказаного об'єкта.

Р е з у л ь т а т и . Запропоновано математичну модель старіння будівельної конструкції. Ця модель старіння об'єкта має враховувати природу зовнішніх впливів на об'єкт і природу його реакції на зовнішні збурення. З урахуванням наявності стохастичного фонового шуму під час моніторингу, у моделі слід прийняти лише статистичний характер цієї залежності. Вказану модель реалізовано на корпусі № 3 (келії) Києво-Печерської лаври.

В и с н о в к и . Два етапи дослідження динаміки емісії корпусу № 3 Києво-Печерської лаври показали, що за даний інтервал часу зміна характеристик емісії цього об'єкта перебуває в межах похибки вимірювання. Отже, для адекватного оцінювання динаміки емісії, що генерується тріщинами, які виникають у процесі експлуатації корпусу № 3 Києво-Печерської лаври, необхідно використовувати статистику на інтервалі часу в кілька десятиліть. Для розв'язання цієї задачі необхідно проводити постійний сейсмоакустичний моніторинг будівельної конструкції.