不同應(yīng)力路徑下巖石的聲發(fā)射特征試驗研究.pdf

1、本文通過對信湖礦井底車場的頂板和底板內(nèi)兩組砂巖和泥巖取芯，利用理論分析、實驗室單軸壓縮試驗、和RFPA2D數(shù)值模擬的手段，對不同應(yīng)力路徑下砂巖和泥巖在單軸壓縮下變形破壞全過程進行聲發(fā)射研究，通過實驗數(shù)據(jù)得到在加載壓縮過程中巖石的AE特征、聲發(fā)射點的空間演化規(guī)律，以此分析巖石的力學性質(zhì)的變化及其變形、損傷破壞情況、破壞模式的對比，可以對巖石的破壞進行監(jiān)測預(yù)報。論文主要進行以下研究工作:
　　(1)根據(jù)不同應(yīng)力路徑下的砂巖和泥巖的單軸

2、加載試驗得到，砂巖和泥巖在加載破壞過程中全都經(jīng)歷了初始壓密階段、彈性階段、塑性階段和峰后破壞階段;伴隨著巖石單軸抗壓強度的增加，巖石彈性模量以及聲波的傳播速度都增加。
　　(2)對砂巖和泥巖在不同應(yīng)力路徑下?lián)p傷破壞過程中聲發(fā)射特征的差異進行分析，得到了泥巖的AE事件數(shù)最大值點與巖石的峰值應(yīng)力并不重合，砂巖的AE事件數(shù)峰值點與巖石的峰值應(yīng)力重合;砂巖的能量峰值較AE事件數(shù)峰值提前，泥巖的AE事件數(shù)峰值和能量峰值重合。
　　(3

3、)分析循環(huán)加卸載過程中應(yīng)力變化同聲發(fā)射事件數(shù)得出，砂巖的Kaiser效應(yīng)特征點出現(xiàn)在峰值應(yīng)力的21％處，即彈性階段開始處，泥巖的Kaiser效應(yīng)特征點出現(xiàn)在初始壓密階段;分析聲發(fā)射幅度參數(shù)發(fā)現(xiàn)，卸載時幅度變化為加載時的24倍，卸載時聲發(fā)射活動更為劇烈;在循環(huán)加卸載中砂巖和泥巖的Felicity比先減小后增加再減小且始終小于1，F(xiàn)elicity效應(yīng)顯著;聲發(fā)射的平靜期并不是所有巖石的必有屬性，以聲發(fā)射的平靜期作為巖石破壞的前兆判據(jù)并不適用