巖石峰值應(yīng)力前后聲發(fā)射特性研究

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1、巖石峰值應(yīng)力前后聲發(fā)射特性研究-工程論文巖石峰值應(yīng)力前后聲發(fā)射特性研究段曉亮DUANXiao-liang；魯會(huì)軍LUHui-jun（昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，昆明650093）（FacultyofLandResourceEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China）摘要：采用TAW-2000D微機(jī)控制電液伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)和SDAES型數(shù)字聲發(fā)射儀組成的動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)云南大紅山銅礦白云巖進(jìn)行了單

2、軸壓縮條件下的聲發(fā)射試驗(yàn)，研究巖石在峰值應(yīng)力前后聲發(fā)射特性。試驗(yàn)結(jié)果表明：加載早期就有聲發(fā)射活動(dòng)，巖樣在試驗(yàn)接近峰值強(qiáng)度時(shí)單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力增長(zhǎng)速度減小、聲發(fā)射事件率出現(xiàn)明顯下降，即出現(xiàn)相對(duì)平靜期，峰值強(qiáng)度后的聲發(fā)射現(xiàn)象仍然明顯。Abstract：ThispaperusestheTAW-2000DcomputertocontrolthedynamictestingsystemconsistingofservotriaxialtestingmachineandSDAESdigitalacoustice

3、missionanalyzer，conductstheacousticemissiontestoftheYunnanDahongshancopperminedolomiteundertheuniaxialcompressioncondition，andstudiestheacousticemissioncharacteristicsofrockbeforeandafterreachingthepeakstress.Theresultsshowthat：thereisacousticemission

4、activityintheearlyloadingperiod，theperunittimestressgrowthrateofrocksampledecreaseswhenthetestnearpeakintensity，acousticemissionratedecreasessignificantly，namelyappearstherelativelyquietperiod，andtheacousticemissionphenomenonisstillevidentafterthepeak

5、intensity.關(guān)鍵詞：巖石力學(xué)；聲發(fā)射；單軸壓縮；峰值應(yīng)力Keywords：rockmechanics；acousticemission；uniaxialcompression；peakstress中圖分類號(hào)：TU457文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2015）18-0146-02作者簡(jiǎn)介：段曉亮（1990-），男，江西九江人，碩士，研究方向?yàn)閹r土工程。0引言聲發(fā)射是指材料或結(jié)構(gòu)受力作用時(shí)發(fā)生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象。近代聲發(fā)射技術(shù)起源于德國(guó)科學(xué)家Kaiser的

6、工作，而巖石聲發(fā)射現(xiàn)象是由美國(guó)礦山局的Obert發(fā)現(xiàn)，并且它是最早把聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用到礦山礦柱巖體穩(wěn)定性和巖爆的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)當(dāng)中去的，自此在該領(lǐng)域得到了大力的推廣和應(yīng)用。到20世紀(jì)70年代，我國(guó)在理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面做了大量的工作，逐步開(kāi)始在地下工程的穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)中應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者都會(huì)巖石聲發(fā)射進(jìn)行過(guò)研究，并且取得了不錯(cuò)的成績(jī)，但對(duì)巖石峰值應(yīng)力后的聲反射特性研究很少。本文對(duì)云南大紅山銅礦礦山白云巖進(jìn)行單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)，并分析聲發(fā)射特征，進(jìn)而提高巖石聲發(fā)射監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。1巖石聲發(fā)射

7、實(shí)驗(yàn)研究1.1實(shí)驗(yàn)裝置本次試驗(yàn)加載系統(tǒng)采用TAW-2000D微機(jī)控制電液伺服巖石三軸試驗(yàn)機(jī)，利用變形控制加載，加載速度保持在0.003mm/min。使用黃油將壓電陶瓷換能器與試件進(jìn)行耦合，再用橡皮筋將探頭固定在試件側(cè)面。本次試驗(yàn)對(duì)設(shè)備有著嚴(yán)格的規(guī)定，巖石聲發(fā)射采集分析系統(tǒng)應(yīng)依照相關(guān)規(guī)范采用SDAES型數(shù)字聲發(fā)射儀。聲發(fā)射信號(hào)后，壓電陶瓷換能器首先捕捉到信號(hào)，同時(shí)利用前置放大器把信號(hào)放大并發(fā)送至聲發(fā)射信號(hào)處理器，在此會(huì)形成一系列的參數(shù)，比如聲發(fā)射事件、能量、振鈴、延續(xù)時(shí)間等，最后把這些參數(shù)輸送給計(jì)算

8、機(jī)保存。該系統(tǒng)充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，詳細(xì)地監(jiān)測(cè)了巖石的變形和破壞過(guò)程，具有很高的可信度。試驗(yàn)系統(tǒng)框圖如圖1所示。1.2試樣制備根據(jù)國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)（ISRM）對(duì)實(shí)驗(yàn)室試樣尺寸的建議，本次巖石聲發(fā)射試驗(yàn)的巖石試樣，采用直徑為5cm，高度為10cm的標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試樣。試件斷面的平行度保持在0.02mm以內(nèi)，巖石試樣采自云南大紅山銅礦現(xiàn)場(chǎng)白云巖。1.3試驗(yàn)內(nèi)容對(duì)取自云南大紅山銅礦白云巖巖石試樣進(jìn)行單軸受壓巖石破壞全過(guò)程試驗(yàn)，研究巖石破壞前后聲發(fā)射參數(shù)特征和時(shí)間過(guò)程特征，探索巖石破壞后時(shí)間