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岩石力学与工程学报 2009年第A2期28卷 3383-3390页

作者：尹贤刚李庶林唐海燕裴建良四川大学水利水电学院四川成都610065 长沙矿山研究院湖南长沙410012 厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361005

通过岩石加载的室内试验方法,测试不同岩石破裂全过程的力学特征及其声发射特性,得到岩石破坏全过程力学特性——岩石的全应力-应变曲线、声发射事件累积数、声发射事件率等相关曲线及参数,给出声发射事件数、事件率与应力水平、时间之... 详细信息

通过岩石加载的室内试验方法,测试不同岩石破裂全过程的力学特征及其声发射特性,得到岩石破坏全过程力学特性——岩石的全应力-应变曲线、声发射事件累积数、声发射事件率等相关曲线及参数,给出声发射事件数、事件率与应力水平、时间之间的关系。着重讨论一次性加载过程中塑性变形阶段明显的岩石在加载接近峰值强度时单位时间内的应力增长速度减小,也即这一阶段出现明显的"耗时"现象;并且在此阶段监测到的声发射事件率出现明显下降,出现声发射相对平静阶段;而对于塑性变形阶段不明显的岩石来说,这一阶段则基本不存在明显的"耗时"现象,声发射的监测中也没有发现声发射相对平静期现象。另外,还运用分形理论,研究分析处于不同加载应力比的岩样在各个阶段的声发射分形维数,特别是研究声发射平静期维数变化情况。指出在加载初期分形维数处于较低值,且分形维数随加载应力增加而逐步增加;在加载到峰值应力的40%左右时,分形维数开始下降;在加载接近到峰值应力时,即处于声发射平静期阶段时分形维数逐步降到最低,且此时预示着岩石的破坏。此外,结合室内试验,还对现场岩体失稳破坏声发射监测中的一些实际问题进行总结和分析,为更好地应用声发射手段进行岩体稳定性现场监测预报提供理论依据、方法和手段。

关键词：岩石力学岩石破坏声发射平静期分形维数

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饱水对花岗岩声发射平静期影响的实验研究

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地下空间与工程学报 2017年第3期13卷 598-605页

作者：张艳博梁鹏刘祥鑫田宝柱华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210 河北省矿业开发与安全技术重点实验室河北唐山063210

通过对干燥和饱水花岗岩进行单轴加载声发射实验和扫描电镜实验,研究饱水对花岗岩破坏前声发射平静期的影响。结果表明:干燥和饱水花岗岩破裂前声发射事件率均出现平静期,干燥花岗岩在峰值载荷的54.89%时进入声发射平静期,饱水花岗岩约... 详细信息

通过对干燥和饱水花岗岩进行单轴加载声发射实验和扫描电镜实验,研究饱水对花岗岩破坏前声发射平静期的影响。结果表明:干燥和饱水花岗岩破裂前声发射事件率均出现平静期,干燥花岗岩在峰值载荷的54.89%时进入声发射平静期,饱水花岗岩约为峰值载荷的89.87%;干燥花岗岩平静期内AE事件率小且恒定,AE能率较高,饱水后平静期内AE事件率增大,AE能率减小;干燥花岗岩平静期内声发射波形信号的熵值为1.5~2.5,饱水花岗岩为0.5~1.5;饱水改变了花岗岩的微观破裂模式,这为水是如何影响岩石的声发射特征提供了理论依据。实验结果丰富了对岩石声发射平静期的认识,这对岩石破裂声发射监测中前兆现象的识别具有重要意义。

关键词：饱水花岗岩声发射平静期熵值微观结构

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基于颗粒流分析的岩石声发射平静期机理研究

基于颗粒流分析的岩石声发射平静期机理研究

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作者：肖繁江西理工大学

学位级别：硕士

岩石材料加载过程中存在声发射平静期现象,声发射平静期与地震灾害来临前的地震平静现象极为类似,弄清其产生的机制,对于地震灾害的预报研究以及岩体工程的稳定性监测具有十分重要的意义。为了揭示岩石材料声发射的平静期机理,本文针对... 详细信息

岩石材料加载过程中存在声发射平静期现象,声发射平静期与地震灾害来临前的地震平静现象极为类似,弄清其产生的机制,对于地震灾害的预报研究以及岩体工程的稳定性监测具有十分重要的意义。为了揭示岩石材料声发射的平静期机理,本文针对岩石材料非均质性和含刚度异常区域的特征,借助颗粒流程序PFC,分别模拟了含不同刚度异常区域和不同均质度的岩样在单轴压缩条件下的声发射特征,建立起了岩石材料非均质性、刚度异常区域与声发射平静期的量化关系。主要研究内容和成果如下:(1)对某铅锌矿均质性较好的深埋花岗岩进行了室内单轴压缩试验,以其宏观力学参数结果为基础标定数值岩样的细观结构参数。由参数敏感性分析的结果确定了先调整接触法向和切向刚度之比κ*((?)*)匹配泊松比υ、然后依次更改有效模量E*((?)*)和黏结拉伸强度(?)匹配弹性模量E和单轴抗压强度UCS的参数标定方案,最终得到了一组与室内试验结果相符的颗粒流模型细观参数。(2)以颗粒流程序PFC为平台,在上述标定后的岩石颗粒流模型细观参数基础上,构建了黏结拉伸强度值服从Weibull分布的非均质岩样,模拟分析了单轴压缩条件下不同均质度岩样的声发射特征,并引用统计学中的Z检验方法量化了岩样声发射平静期异常显著程度。结果表明岩样的声发射平静期在均质度为b=8至b=12的局部范围内非常显著;均质度b=14的岩样声发射平静期异常现象较为显著;其它均质度的岩样没有明显的声发射平静期。(3)采用同样的方法构建了含不同刚度异常区域的数值岩样,并量化了单轴压缩条件下岩样声发射平静期异常显著程度。结果表明岩样刚度异常区域的空间分布对声发射平静期具有一定影响,在保证异常区域面积不变的前提下,逐渐扩展其在受力方向上的延伸长度(同时缩小异常区域垂直方向的延伸长度),发现延伸长度小于10L(L=0.00625m)的岩样几乎不存在声发射平静现象,而大于10L的岩样均存在声发射平静期且十分显著;岩样异常区域在受力方向上延伸长度越长,声发射事件越集中分布于刚度异常的区域,岩样的破坏形式逐渐由剪切破坏转变为拉伸破坏。

关键词：声发射平静期颗粒流 Z检验方法均质度 Weibull分布

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基于颗粒流的不同组构多晶体花岗岩声发射相对平静期机理研究

基于颗粒流的不同组构多晶体花岗岩声发射相对平静期机理研究

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作者：刘永光江西理工大学

学位级别：硕士

岩石声发射相对平静期是岩石发生主破裂前声发射明显减小的一种现象。作为岩石失稳破坏的前兆特征,声发射相对平静期可以及时判断实际工程中岩体的稳定性、安全性,对岩体失稳、地震灾害的监测预警具有重要的意义。为了研究岩石声发射相... 详细信息

岩石声发射相对平静期是岩石发生主破裂前声发射明显减小的一种现象。作为岩石失稳破坏的前兆特征,声发射相对平静期可以及时判断实际工程中岩体的稳定性、安全性,对岩体失稳、地震灾害的监测预警具有重要的意义。为了研究岩石声发射相对平静期的产生机理,本文以花岗岩为研究对象,在室内试验基础上,采用颗粒流程序PFC2D构建花岗岩等效晶体GBM（Granite-based Model,简称GBM）模型,考虑花岗岩不同晶体粒径、强度异常分布以及不同矿物含量等不同组构,模拟单轴压缩声发射试验,以探索岩石内部不同组构对声发射相对平静期的影响及其产生机理。主要内容及结论如下:（1）为建立颗粒流模型提供力学参数,开展了四个试件的花岗岩单轴压缩声发射试验,利用XRD进行了矿物成分鉴定,并采用数字图像处理技术获取了不同矿物的含量、细观结构和尺寸特征。其中,两个试件存在声发射相对平静期,其相对平静期分别持续13s和17s。（2）构建花岗岩等效晶体GBM模型,编写声发射监测程序。通过分析试验得到的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度与颗粒流中有效模量、法切刚度比、黏结强度之间关系,标定了花岗岩等效晶体GBM颗粒流模型细观参数。结果表明,数值模拟的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、宏观破坏形式以及声发射事件率与试验结果基本吻合。（3）不同组构花岗岩模拟结果表明,随着晶体粒径的增大,声发射相对平静期耗时及显著程度Z值有减小的趋势;当强度异常参数b值为2～6时,声发射相对平静期不明显,b为8时存在较为明显的声发射相对平静期;当石英含量百分比为5%～65%时,声发射相对平静期耗时及Z值有减小趋势。（4）分析不同组构花岗岩测量泊松比的演化规律,可将测量泊松比的变化过程划分为震荡、平稳、明显增加和指数增加等四个阶段。临近峰值应力前,声发射相对平静期前后测量泊松比明显增加,达到应力峰值时测量泊松比呈指数增加趋势。

关键词：颗粒流花岗岩等效晶体模型矩张量声发射平静期

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受载岩石与混凝土声发射特性对比实验研究

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四川大学学报（工程科学版） 2010年第2期42卷 82-87页

作者：尹贤刚四川大学水利水电学院四川成都610065 长沙矿山研究院湖南长沙410012

通过室内加载岩石和混凝土的实验方法,测试了两类不同性质的岩石以及混凝土的破裂全过程的力学特征及其声发射特性,得到了岩石和混凝土破坏全过程力学特性曲线、声发射事件累积数、声发射事件率等相关曲线及参数,研究了声发射事件数、... 详细信息

通过室内加载岩石和混凝土的实验方法,测试了两类不同性质的岩石以及混凝土的破裂全过程的力学特征及其声发射特性,得到了岩石和混凝土破坏全过程力学特性曲线、声发射事件累积数、声发射事件率等相关曲线及参数,研究了声发射事件数、事件率、应力水平与时间参数之间的关系。通过对比岩石和混凝土声发射特性,指出了岩石声发射特性与混凝土声发射特性的相似与不同之处,以及两类不同性质岩石本身声发射特性的区别。研究着重讨论了一次性加载过程中混凝土与塑性阶段明显的岩石在加载接近峰值强度时都出现明显的"耗时"现象,指出存在这种现象的试样在此阶段声发射事件率出现明显下降,出现声发射相对平静,而对于塑性阶段不明显岩石来说,这一阶段则基本不存在明显的"耗时"现象,声发射的监测中也没有相对平静现象。此外,还对时间参数在声发射监测研究中的重要性进行了总结和分析,指出常规室内岩石力学研究中可以忽略的时间参数在声发射研究中应该被足够地重视。

关键词：岩石混凝土声发射特性声发射平静期时间

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