含构造煤组合体加载破裂声发射特征试验研究

为研究含构造煤组合体变形破裂过程中煤厚对其声发射特征的影响,对构造煤占比分别为0%、11.11%、20.0%、33.33%、50.0%、62.5%和100.0%的七种含构造煤组合体进行室内单轴压缩声发射试验。结果表明:含构造煤组合体具备全原生煤试件和全构造煤试件两者的声发射特征,即组合体试件压密和弹性阶段声发射信号相对稳定,塑性及破坏阶段的振铃计数和能量的变化更突出,含构造煤组合体的振铃计数稳定区域随着构造煤占比的增加而增加;含构造煤组合体试件的声发射峰值计数和抗压强度随构造煤厚占比的增大而逐渐减小,其变化范围分别为3.24×10~4~1.99×10~4个和22.94~7.65 MPa,且试件的声发射峰值计数和抗压强度与构造煤厚占比之间的拟合曲线呈相似关系;组合体试件中构造煤体的破坏形式主要为张拉剪切复合型破坏并产生局部破碎,原生煤体的破坏形式主要为张拉破坏。随着构造煤占比的增加,加载过程中声发射最大事件数由1 862递减至1 379,组合体的破坏持续时间变长。随着构造煤厚占比的增加,相同轴压时的声发射事件数量越多,近似呈现等比增加关系。

正长花岗岩破坏过程声发射特征试验研究

利用16个通道全波形声发射监测系统对粗晶正长花岗岩开展了单轴压缩声发射试验,得到岩石变形全过程应力和声发射信号波形,计算获得声发射事件数和声发射能量,并对声发射事件进行定位。结果表明:在粗晶正长花岗岩变形破坏过程中,岩石失稳破坏阶段的声发射事件率最大,裂纹快速扩展阶段声发射事件率次之,裂纹压密阶段和裂纹稳定扩展阶段声发射事件率基本相等,线弹性变形阶段声发射事件率最小;从线弹性变形阶段到裂纹快速扩展阶段,直至岩石失稳破坏阶段产生最大应力降时,声发射事件率快速增长,声发射信号的主频快速降低,高频成分逐步减少,主频幅值和时域幅值均快速增大,信号持续时间增长;在最大应力降时,声发射事件率达到最大值,声发射信号的主频最低,主频幅值、时域幅值和信号持续时间均达到最大值,可以认为进入了岩石失稳破坏阶段,岩石有发生破坏的危险,需采取防治措施。

单轴压缩条件下砂岩声发射特性研究

进行了单轴压缩条件下砂岩的声发射试验,研究了砂岩单轴压缩破坏全过程声发射特性。试验结果表明,岩石破裂过程中,声发射具有与力学参数同步的阶段性特征,且岩石的不同变形阶段的声发射特征不同。根据岩石受压过程中声发射的能量、能率和事件率的变化,能较好地表征岩石受压破坏的时空演化规律。

用声发射技术监测16Mn钢的应力腐蚀开裂

本文采用声发射技术对低合金高强度钢16Mn的紧凑拉伸试样在3.5％NaCl水溶液中,模拟海水的腐蚀环境,用慢应变速率拉伸的方法,观察与记录了在变形至断裂过程中的声发射参数和裂纹扩展速率,测出了应力强度因子与裂纹扩展速率的定量关系。此外,还对在空气中断裂与在3.5％NaCl水溶液中试验的断裂形貌进行了扫描电镜分析。

断层冲击地压失稳过程声发射特征实验研究

利用花岗岩双剪滑动模型进行岩石界面滑动实验,以声发射系统作为岩石界面滑动过程信息采集手段,开展断层冲击地压失稳的声发射特征研究。对花岗岩界面滑动过程中声发射振铃计数、声发射能量、声发射主频和声发射事件率进行分析。根据分析结果可知:(1)岩石界面产生滑动时对应的荷载降低量值逐渐增加;岩石界面滑动时刻对应的声发射振铃计数激增,且激增量值呈现逐渐减小的变化趋势;(2)在岩石界面滑动全过程中,岩石界面首次滑动时声发射能量较小,随着加载的进行,岩石界面发生滑动时刻对应声发射能量整体呈现逐渐增大的变化趋势;(3)岩石界面首次滑动后,各主频范围内的声发射事件均减少,在界面滑动时刻的声发射事件减少更为明显;(4)在岩石界面发生滑动前,荷载增长变缓时刻,声发射事件率开始出现下降,此特征可作为断层冲击地压发生的前兆信息。

岩石单轴压缩破坏声发射特性试验研究

通过5种岩石试样的单轴压缩破坏全过程的声发射试验,研究了不同岩石受力变形的声发射特性,应力、应变与声发射的关系,应力、声发射与时间的关系。通过试验发现,岩石在单轴受压破坏全过程中都会产生声发射事件,声发射事件的特性与岩石的强度、质密程度、构造面的发育程度等有关;岩石在峰值破坏前的声发射事件数、应力、应变和时间之间的相互关系呈3种典型的类型;部分岩石试样在临近破坏前,其声发射事件率出现明显下降,这种岩石破坏的前兆现象可以用来解释岩体声发射现场监测时,在冒顶、片帮和岩爆等发生前会出现声发射事件反常现象,这对岩体工程稳定性监测预报、提高预报的准确性具有重要的指导作用和应用价值。