岩石脆性临界破坏的波速特征分析

作     者：王媛媛 孙强 薛雷 胡凡 WANG Yuan-yuan;SUN Qiang;XUE Lei;HU Fan

作者机构：中国科学院对地观测与数字地球科学中心北京100094 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室北京100029 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2014年第35卷第2期

页      面：529-535页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0813[工学-建筑学] 0901[农学-作物学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(No.41030750) 国家自然科学基金(No.41102201) 

主　　题：波速 脆性破坏 微观机制 临界信息 应力比值 

摘      要：根据岩石加载破坏过程中应力-应变和波速-应变曲线所反映的的波速变化特征，研究了岩石声波传播速度与其加载变形过程的相关性。研究表明：岩石破裂前波速及特征参数随着变形破坏阶段变化会有显著改变，特别是应力水平到达70%～80%之后，当加载破坏过程中岩石的裂隙大量增加后波速参数出现突变。这是由于在膨胀点附近岩石中微裂隙迅速丛集式增长，改变了岩石内部的微观结构，导致岩石波速降低。伴随着波速降低，波速走时急剧增大，离散度增大；S波和P波的振幅减小，但其振幅比急剧增大；S波、P的波Q值也会出现突变。通过对岩石加载过程中的波速变化与应力-应变曲线之间的关联性分析，利用波速信息变化可以实现对岩石脆性破裂前兆的识别。