顶板岩石失稳破坏电位临界慢化特征实验研究

为研究顶板岩石失稳破坏过程中表面电位信号的临界慢化特征,对顶板岩样进行了受载破坏实验,测试并采集了岩样受载过程中的表面电位信号。运用临界慢化理论计算并分析了电位信号-时间序列的方差和自相关系数。结果表明,岩样受载破坏过程中的表面电位变化与载荷及应变具有良好的对应关系;岩样受载过程中的表面电位信号存在临界慢化现象,电位信号的方差和自相关系数在岩样主破裂前均出现了急剧增大并持续增加的趋势,可作为预示岩样破坏的前兆信号;不同的窗口长度、滞后步长对表征电位信号临界慢化现象的自相关系数、方差的稳定性及变化趋势有影响;方差相比于自相关系数,更能有效预示岩样趋于失稳破坏的临界点。

三轴高应力下花岗岩剪切声发射峰值频率特征

采用大型真三轴试验机对花岗岩进行双面剪切试验,试验结果表明:法向应力的改变会引起破坏形式的不同(稳态破坏与非稳态破坏),从而引起峰值频率特征的差异,侧向应力的改变对峰值频率特征无明显影响;剪切变形过程中的声发射峰值频率可分为平静期、起伏期和上升期;峰值频率能够预测岩石的破坏临界点,可以作为判断花岗岩剪切破坏的敏感指标,此外,峰值频率变化特征还可以反映出破坏过程中剪应力的变化情况。