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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
断层倾角对声发射信号传播规律影响的试验研究
  • 53
  • 作者

    贾宝新李宝周琳力陈浩

  • 单位

    辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁省矿山沉陷灾害防治重点实验室

  • 摘要
    因存在断层和岩层间层理面等不连续界面,天然岩体并非均匀连续介质,声发射信号经过断层和层理面时传播规律必然会发生改变,因此研究断层中声发射信号的传播规律成为岩石力学的重点课题之一。基于惠更斯原理对含断层的非均匀介质条件下的波面方程进行推导,并通过室内相似模拟模型试验制作45°、60°、75°以及其他类型断层试件,结合超声波测速仪和DS5-16B全信息声发射信号分析仪对跨断层的声发射信号进行监测和记录,采用非线性拟合和Matlab软件数值计算的方式,研究不同倾角的断层、层理面数量对声发射信号传播速度以及信号特征的影响。研究结果表明:声发射信号的传播速度随着断层倾角的增大逐渐增加,传播速度与断层倾角呈正相关,断层倾角越大信号传播速度越快,信号穿过断层后传播速度会发生衰减,断层倾角越大速度衰减比例越小,层理面会使传播速度发生衰减,单个层理面对速度的影响较小,两个层理面对速度的影响较大;断层会使信号的最大幅值减小,主频率降低,频率区间向低频方向移动,断层倾角越大,最大幅值、主频率、频率区间越大。一个层理面对信号的影响较小,与无层理面的信号时频特征基本相同,两个层理面对信号的影响较大,会使信号的最大幅值、主频、频率区间有较大幅度的减小;断层的存在会导致声发射信号的瞬时能量发生巨大衰减,倾角越小衰减越为严重。研究成果可为射线理论下波速模型的建立提供理论依据。
  • 关键词

    断层倾角层理面传播速度能量

  • 文章目录
    0引 言
    1断层声发射监测试验
    1.1工程概况
    1.2试验模型的建立
    1.3试验设备与传感器的布置
    2超声波测速试验
    2.1试验设备与方法
    2.2试验结果
    3断层中声发射信号传播特性分析
    3.1断层倾角对传播速度的影响
    3.2层理面对传播速度的影响
    4断层中声发射信号特征分析
    4.1断层倾角对信号特征的影响
    4.2层理面对信号特征的影响
    4.3断层倾角对信号能量的影响
    5结论
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