• 论文
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
损伤岩石声发射演化特征及响应机制试验研究
  • 52
  • 作者

    张凯张东晓赵勇强杨英明郭伟耀孙鹏胥林鹏付光胜

  • 单位

    北京低碳清洁能源研究院煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室国家能源投资集团有限责任公司 山东科技大学能源与矿业工程学院 中国冶金地质总局青岛地质勘查院

  • 摘要
    岩石内部损伤演化是导致岩土工程灾害的原因之一,揭示岩石破裂过程中的关键参数响应特征可为岩石破坏失稳状态识别提供依据,对于岩体工程灾害预警防控至关重要。通过循环加卸载试验制备不同损伤程度粉砂岩试样,利用损伤试样开展单轴压缩试验,分析试样损伤程度与波速关系及声发射演化规律,探讨不同损伤程度岩石的声发射响应机制。结果表明:(1)损伤试样纵波波速随着损伤程度增加呈线性减小趋势,但声发射振铃计数由阶段性递增转变为加载全过程迅速增加,声发射能量在屈服阶段由小幅度突增转变为快速增加。(2)声发射b值峰值区由峰后破坏阶段向压密阶段转移,造成峰后破坏阶段失稳特征不明显,声发射S值在压密至屈服阶段由低位中幅度波动转变为高位小幅度波动,表明岩石在峰前阶段产生非稳定破坏。(3)损伤试样破裂过程随着损伤程度增加由晶间滑移主导型转变为裂隙发育主导型,导致声发射高频低能(400~800 kHz、0~250 aJ)信号由零星出现转变为加载全过程密集分布,以及高频信号带变宽。(4)损伤岩石内部裂隙发育程度不同是导致声发射响应机制差异化的根本原因,岩石内部裂隙密度随着损伤程度增加而增大,造成其在受载过程中由渐进式稳定破坏模式向突发式非稳定破坏模式转变,以及加载过程中声发射信号活跃度及强度增强。研究获得了不同损伤程度岩石的声发射参数特征,可为工程岩体损伤程度识别提供理论依据。
  • 关键词

    损伤岩石波速声发射能量主频响应机制

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