基于声发射能量判定指标岩石破坏时刻预测研究

利用岩石声发射技术对岩石试件进行单轴全过程加载实验,获得岩石声发射时间-能量参数,提出一个新指标——能量判定指标KSN,并对岩石试件破坏时刻进行预测。在实验结果的基础上,利用MATLAB绘制声发射能量拟合直线ySN,并对能量判定指标KSN进行计算。研究表明,按照一定时间序列进行分段的基础上,随着岩石试件不断加载,与前一个时间段相比,能量判定指标KSN减小,幅度逐渐增大;当能量判定指标KSN增大时,能量拟合直线ySN出现回弹现象,预示试件即将破坏。能量判定指标KSN分析方法也可用于地震、矿震的预测。

高应变率下砂岩的动态力学性能研究

利用直径30 mm的分离式霍普金森压杆,对不同弹速下砂岩试样进行巴西圆盘劈裂实验,研究砂岩在高应变率下的动态抗拉强度及试样的破坏模式,得到了砂岩的动态抗拉强度随着应变率的提高而增加。其中,在应变率小于316/s时,动态抗拉强度随着应变率的增加而大幅增大,在应变率高于316/s时,动态抗拉强度随着应变率的增加而平缓的增加。考虑了压杆撞击速度及试样尺寸对试样的破坏时刻、应变率的影响,通过试样表面贴应变片观测发现试样是由中心向两端发展的起裂顺序。同时,利用ANSYS-LYDYNA有限元对巴西圆盘试样的动态应力分布进行数值模拟,验证了动态劈裂拉伸实验的有效性。