炭质泥页岩剪切破坏声发射特性及其分形特征

作     者：代鑫 胡斌 李京 曹建军 崔喜兴 DAI Xin;HU Bin;LI Jing;CAO Jian-jun;CUI Xi-xing

作者机构：武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室武汉430081 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第12期

页      面：4909-4915页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(42307252,U1802243) 武科大重大科技项目培育类创新团队(A类)(2018TDX01) 

主　　题：炭质泥页岩 声发射 分形 关联维数 

摘      要：为了探究炭质泥页岩损伤细观机制和破坏前兆特征,通过剪切破坏声发射试验,结合分形理论,采用G-P(Grassberger-Procaccia)算法对振铃计数、能量、振幅进行相空间重构和关联维数计算,分析关联维数在炭质泥页岩破坏全过程的演化规律。结果表明:声发射活动在岩石不同变形阶段活跃程度不同,且在破坏前存在平静期;振铃计数、能量、振幅都具有分形特征,三者的关联维数在破坏全过程呈现出“升维—动态波动—降维的演化规律;关联维数的降维现象出现在岩样破坏前,可作为炭质泥页岩失稳破坏的前兆特征;综合对比发现,与振幅和振铃计数相比,能量关联维数的降维现象更显著,持续时间更长,更适合作为炭质泥页岩失稳破坏的前兆特征。