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龙图腾网获悉广西大学;广西壮族自治区建筑工程质量检测中心有限公司申请的专利考虑岩体各向异性劣化声信号高精度空间定位方法和装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120722284B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511190156.5，技术领域涉及：G01S5/22；该发明授权考虑岩体各向异性劣化声信号高精度空间定位方法和装置是由郑志;杨镔力;张鑫;王凤云;潘锐;张振华;姚华彦;胡小川;吴平;蒋大峰;李坤;王鹏飞设计研发完成，并于2025-08-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑岩体各向异性劣化声信号高精度空间定位方法和装置在说明书摘要公布了：本发明提供一种考虑岩体各向异性劣化声信号高精度空间定位方法和装置，涉及岩土工程技术领域。针对现有技术中岩体结构的非均质性及声信号传播中的各向异性问题，提出了一种新的考虑初始波速各向异性以及各向异性破裂过程演化的波速衰减模型，以实现更准确的声发射空间定位。本方法对岩样布设声发射传感器并采集震源波形数据，通过真三轴实验获取全应力应变曲线，建立损伤与波速的函数模型。通过优化算法，构建震源定位目标函数并进行迭代，最终确定震源位置。该方法还能分析声发射信号的能量及破坏机制，实现了各向异性岩体破裂过程中破坏位置、微观机制和释放能量的高精度定量表征。

本发明授权考虑岩体各向异性劣化声信号高精度空间定位方法和装置在权利要求书中公布了：1.一种考虑岩体各向异性劣化声信号高精度空间定位方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1、对岩样布设全频段宽频传感器并粘合，所述全频段宽频传感器有四个，用于收集低中高频率微震和声发射信号，建立四个传感器矩形测区，全频段宽频传感器采集震源波形数据并计算其他全频段宽频传感器与参考节点的到时差； 步骤S2、开展不同应力水平的真三轴实验，同时获取应力应变曲线，然后建立起损伤劣化方程，然后同时测量岩石破裂过程波速，建立起损伤与波速的函数； 所述步骤S2具体如下：岩石处于初始状态时，采用全频段宽频传感器中测量波速功能，选择其中一个全频段宽频传感器作为参考节点与其他三个全频段宽频传感器之间两两测速进行测量，获取波速在初始岩石三个方向的波速，随后进行不同应力条件下的岩石劣化真三轴实验，实验过程中对传感器与参考节点传感器之间进行了测量，获取岩石破坏过程中三个方向的波速和全应力应变曲线，岩石劣化真三轴实验过程中岩石主应力σi方向的各向异性变形模量Ki，计算公式定义为： ；其中，Ki由岩石试样每个循环加卸载中的轴向应力增量dσ与三个弹性主应变增量dεie之比的绝对值来确定，根据计算得到的Ki定义三个主方向的杨氏模量Ei，i=1,2,3，假设三个方向的杨氏模量E1、E2和E3的初始值都相同，则Ei定义如下： ；其中μ1、μ2为侧向杨氏模量比例因子，定义为： ；其中K1,0为岩石主应力σi方向的初始变形模量，K2,0和K3,0为侧向的初始变形模量； 依据力学参数的演化规律和非线性拟合方法，拟合E1、E2和E3与等效塑性应变εp变化的参数演化方程： ； ； ； 其中，ai、bi和ci均为第二主应力σ2与第三主应力σ3相关的拟合系数，i=1,2,3，Ei,0为初始弹性模量，ε1p、ε2p和ε3p分别为最大塑性主应变、中间塑性主应变和最小塑性主应变，a1i、a2i、a3i、a4i、a5i为描述塑性应变分量对弹性模量E演化的权重系数，b1i、b2i、b3i、b4i、b5i为控制塑性应变对模量衰减或硬化的非线性影响系数，c1i、c2i、c3i、c4i、c5i为塑性应变对模量演化的二次项或高阶修正系数；波速与三个方向的杨氏模量Ei的关系如下： ； 其中，是杨氏模量，是密度，是波速度，i=1,2,3，是克罗内克函数，Pij是置换矩阵，波速随着岩石劣化而衰减其演化方程如下： ； 其中，t是传播时间，是初始波速，α是衰减系数； 步骤S3、基于到达时间差并考虑波速随岩石劣化衰减规律建立震源定位目标函数，通过传感器到达时间计算震源位置，使用L1范数优化残差公式； 步骤S3具体为：假设在一个二维平面上存在一个震源，震源坐标为P=[xy]T，全频段宽频传感器位于Sj=[xjyj]，j=1,2,3...n，n为传感器的个数；因此P波从震源点发出并被第j个传感器接收时间tj为： ； 其中v表示P波在定位模型中的传播速度，dz表示第z个传感器与震源的距离，x0，y0为震源的坐标； 若将全频段宽频传感器T1作为参考节点，则第z个传感器与T1的到达时间差表示为： ； 当测区为三维空间时，则第i个传感器相对于参考节点接收震源信号的时间表示为： ； 其中x0，y0，z0为震源在三维空间下的坐标，x1，y1，z1为参考全频段宽频传感器在三维空间下的坐标，xi，yi，zi为其他全频段宽频传感器在三维空间下的坐标； 令，； 得到基于到时差定位模型的残差公式f： ； 其中Ri和R1分别代表震源P到全频段宽频传感器Si和全频段宽频传感器S1的距离，i=1,2,3...n，Vi为损伤与波速的函数，k为范数；根据前面所建立的损伤与波速的函数；将其函数中的v改为新建立的损伤与波速的函数Vi，所得到公式如下： ； 当存在误差大于设定阈值的数据时，使用最小绝对值法，即L1范数对目标函数进行优化，即各全频段宽频传感器与所参考全频段宽频传感器到时差的残差绝对值之和作为目标函数f，即k取1，如公式所示： ； 通过优化算法迭代求解目标函数值f的最小值，得到震源位置x0,y0,z0，当目标函数值f取最小值时，求解所得的x0,y0,z0即为震源的最佳位置； 步骤S4、在全频段宽频传感器四周距离中心设定阈值范围内选择四个点，建立初始四面体并计算残差，比较四个顶点的残差，消除最大残差点，通过迭代拉伸、收缩操作优化四面体，直到残差值达到阈值； 步骤S5、当残差值达到终止阈值后，在最优值误差小于1的空间范围内，采用生产随机数命令，随机选取数百最小间距点，对比最优值残差值fk与随机点的残差值fi，若fkfi，则为全局最优点；若存在fif，则该点为局部最优点，跳出计算，重新选择初始点并跳转至步骤S4进行搜索计算； 步骤S6、通过反算最小残差值对应震源坐标参数，求到震源最佳位置； 步骤S7、基于定位事件各探头接收SSMSAE信号信息，确定微观破坏类型和定位能量。

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