单轴压缩下正交型交叉裂隙砂岩的破坏前兆试验研究

为探究单轴压缩下正交型交叉裂隙砂岩的破坏前兆信息,开展正交型交叉裂隙砂岩的单轴压缩声发射试验,分别从声发射振铃计数率的临界慢化特征、主频与平均频率质心的演化、小波包能谱特征三个角度进行研究。研究发现试样加载至临近峰值应力时均表现出明显的临界特征:声发射振铃计数率呈“双峰特征”、累积振铃计数急剧攀升;振铃计数率的自相关系数上升到较高的值发生大幅度波动、方差发生量级式“增加-降低-增加”的变化;低频声发射信号数量明显增加,平均频率质心则表现为“先增后减”式变化;对声发射波形信号进行4层小波包分解,3^(#)~16^(#)频带能量占比呈“明显下降-波动式上升”式变化;三种破坏前兆识别方法所得到的前兆响应系数(precursor response coefficient,PRC)的大小顺序依次为:临界慢化特征>频域特征>小波能谱特征,前兆响应应力(precursor response stress,PRSR)的大小顺序与前者相反;随着主裂隙与轴向应力之间夹角的增大;随着主裂隙与轴向应力夹角的增大,三种破裂前兆识别方法所识别前兆点出现时间均延迟。

单轴压缩下石灰岩声发射主频特征

为探究石灰岩破裂失稳前兆,对岩土工程岩土破裂事故进行预警预测.以石灰岩单轴压缩声发射试验为基础,分析了整个石灰岩破坏过程声发射的频谱特征及时域主频.研究发现,石灰岩声发射波形存在2个主要频带,主要集中在15~75 kHz和125~175 kHz频段内;整个破坏过程中声发射频谱具有以下特征:主频幅值呈增大趋势,声发射谱的峰值形状存在单峰和双峰,单峰试件破坏强度更大;石灰岩破坏前,中频域主频信号明显增多,高频域主频出现密集分布.这些变化可作为石灰岩破裂失稳发生的特征指标,可用于石灰岩破裂失稳事件的预测预警.

黄砂岩巴西劈裂试验抗拉强度的尺寸效应及破裂特征研究

通过对直径相同,厚度分别为25,50和60 mm的圆盘试件进行巴西劈裂试验,发现随着试件厚度的增加,抗拉强度逐渐减小,并可以用一个三次函数较好地拟合.此外,由声发射信号中RA与AF值的分布变化可知,临近破坏时,剪切破裂有明显的增长趋势.故可将RA与AF值的变化趋势应用于矿山工程等行业中岩体的稳定性分析.