不同应力路径下英安岩声发射b值特征及破坏前兆

对英安岩岩样开展单轴、常规三轴加荷和三轴卸荷试验,并对试验过程进行声发射监测,研究在3种应力路径下英安岩变形破坏过程的声发射b值特征差异,探索声发射b值在岩石破坏前兆方面的规律。研究结果表明:英安岩岩样的声发射b值特征与加载的应力路径关系密切,加荷路径即单轴路径和常规三轴路径下b值变化规律相似,加荷与卸荷路径下b值变化规律差异较大。单轴和常规三轴加荷试验中,围压对声发射b值特征有较大的影响。围压越大,岩样在破坏前,b值的整体水平越高。岩样在破坏时,声发射b值下降幅度越大、降低速率越快,且b值达到整个过程中的最小值。三轴卸荷试验中,围压对声发射b值特征影响不明显。与常规三轴试验相比,三轴卸荷试验在卸荷至一定水平后,其b值整体水平更低,最终破坏时b值的最小值更小。提出当岩样峰值强度后存在明显的应力跌落,此时声发射b值的快速下降可以作为破坏前兆。b值的临界值要通过大量室内岩石声发射试验的统计结果来确定。将声发射b值快速下降、临界值突破0.6作为试验英安岩岩样的破坏前兆。

不同围压和振幅下岩石循环荷载动力特征分析

循环荷载试验是为了得到中风化砂岩试样在循环荷载下的动力学特征,对周期荷载下工程稳定性评估方面有着参考和指导作用。通过MTS(力学测试系统)岩石试验机进行频率为1 Hz的不同应力幅值和围压的循环加、卸荷载试验的方法,研究了中等风化砂岩在不同围压下的滞回环形态、动弹性模量、轴向应变和阻尼比的变化规律。结果表明:在循环荷载的过程中,随着应力幅值的不断增大,其滞回环的面积不断增加,消耗能量和损伤加大;围压增加,阻尼比降低,滞回环形态发生改变,试样的轴向应变减弱,表明围压抑制试样的变形破坏发展;随着应力幅值增加,试样循环加卸载次数～应变曲线呈初始、稳定和加速3个阶段,加速阶段的曲线的明显陡升表明试样内部损伤加剧;其动弹性模量先减少后增加并趋于稳定,总体呈阶梯状下降,且随着围压的增加而增加,表明循环荷载在一定程度上使试样强度增加,此现象与阻尼比趋势一致。

基于声发射的深层砂岩裂纹发育分类研究

利用MTS-815型刚性试验机和声发射监测仪,对深层砂岩层理面与垂直加载方向夹角不同的3种岩样(SY-0°、SY-45°、SY-90°)进行单轴压缩试验,得到应力-AE事件-AE能量-时间的关系曲线,并对声发射各个阶段参数R A和A F进行了统计,判断张拉裂纹和剪切裂纹的变化趋势。结果表明,3个方向加载的岩石破坏形式不同,SY-0°破坏是张拉、剪切共同作用导致的,SY-45°破坏以张拉破坏为主,SY-90°破坏是张拉、剪切共同作用,但以剪切破坏为主。