巖石三軸壓縮破裂失穩(wěn)的聲發(fā)射突變特征及預(yù)測研究.pdf

1、采用MTS815.02電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)和AE21C聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)對煤和灰?guī)r進(jìn)行了單軸和常規(guī)三軸壓縮下的聲發(fā)射試驗(yàn)，著重對三軸壓縮煤巖破裂失穩(wěn)的聲發(fā)射特性及預(yù)測進(jìn)行了研究。同時(shí)進(jìn)行了煤樣分級加載聲發(fā)射試驗(yàn)，分析了煤樣分級加載蠕變條件下的聲發(fā)射規(guī)律。
　　單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)表明煤巖體的變形及破壞是陣發(fā)性的。試件的聲發(fā)射參數(shù)特征能夠較好地反映了試件內(nèi)部原生裂隙的壓密、新裂隙的產(chǎn)生、擴(kuò)展、貫通等損傷演化過程。
　　以往巖石三軸壓縮聲

2、發(fā)射試驗(yàn)均是將聲發(fā)射檢波器置于三軸室外壁，這樣檢波器難以檢測到全部真實(shí)的聲發(fā)射信號(hào)，且檢測到的聲發(fā)射信號(hào)信噪比低。本次試驗(yàn)通過研制放置在三軸室內(nèi)部的新型聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)壓頭及設(shè)備改裝，將聲發(fā)射檢波器放置在三軸室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了全面真實(shí)聲發(fā)射信號(hào)的可靠接收。在整個(gè)加載過程中三軸壓縮聲發(fā)射活動(dòng)比單軸壓縮有所減少，更多的表現(xiàn)為在試件破壞瞬間聲發(fā)射信號(hào)的突然增加，說明在三軸圍壓條件下試件內(nèi)部的微裂紋、微孔隙等被壓密，增加了試件的整體性。根據(jù)聲發(fā)射試驗(yàn)結(jié)果，

3、得到了基于聲發(fā)射累計(jì)振鈴計(jì)數(shù)為損傷變量的巖石三軸壓縮損傷模型D1s1=s3-+E1(CDdU)；根據(jù)煤和灰?guī)r損傷-應(yīng)變關(guān)系曲線，將試樣在圍壓作用下e2C0的損傷演化過程劃分為初始損傷、損傷穩(wěn)定演化及發(fā)展、損傷加速發(fā)展和損傷破壞四個(gè)階段。從波的傳播機(jī)理和聲發(fā)射特征參數(shù)兩方面進(jìn)行分析得到三軸室內(nèi)接收到的聲發(fā)射信號(hào)具有更加準(zhǔn)確、直接、受噪聲干擾小等優(yōu)點(diǎn)。通過小波系數(shù)分解，發(fā)現(xiàn)可以采用不同尺度上聲發(fā)射參數(shù)最早出現(xiàn)的Lipschitz指數(shù)α負(fù)值所