巖石力學(xué)特性與其聲發(fā)射分形維關(guān)系研究.pdf

1、聲發(fā)射技術(shù)是研究巖石力學(xué)性質(zhì)的一種聲學(xué)方法。通過對(duì)巖石的聲發(fā)射信號(hào)的分析和研究，可推斷巖石內(nèi)部性質(zhì)變化，反演巖石的破壞機(jī)制。分析探討有巖爆傾向的巖石在受外荷載作用過程中的聲發(fā)射規(guī)律有助于了解巖爆傾向巖石的動(dòng)態(tài)失穩(wěn)過程和特征。
　　 為了系統(tǒng)研究巖石在受外荷載作用下的聲發(fā)射活動(dòng)規(guī)律，選取了大理巖、花崗巖和砂巖三種典型巖石進(jìn)行了單軸抗壓實(shí)驗(yàn)，并同步收集聲發(fā)射信號(hào)，獲得應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^程曲線和聲發(fā)射特征曲線，對(duì)巖石破裂過程中聲發(fā)射事件進(jìn)

2、行分形維計(jì)算，綜合對(duì)比分析這三種巖石的聲發(fā)射曲線特征，探尋巖石微裂紋演化過程的特點(diǎn)，并研究巖石的彈性模量、巖爆傾向性與其聲發(fā)射特征之間的關(guān)系。
　　 本文對(duì)大理巖、花崗巖和砂巖三種巖石的力學(xué)特性進(jìn)行研究，通過分形方法對(duì)巖石受壓時(shí)的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行研究。主要做了如下工作：
　　 (1)針對(duì)所取大理巖、花崗巖和砂巖巖樣，制備了圓形試件進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)；計(jì)算了在單軸壓縮兩種加載方式條件下三種巖石沖擊能指標(biāo)、彈性應(yīng)變能指標(biāo)、單軸抗

3、壓強(qiáng)度、彈性模量和動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間等多種判斷巖爆傾向性的指標(biāo)，分析了大理巖、花崗巖和砂巖的巖爆傾向性。得出巖爆傾向性：花崗巖>大理巖>砂巖，對(duì)于同一產(chǎn)地的同種巖石均體現(xiàn)出在一固定應(yīng)變值的很小范圍內(nèi)達(dá)到峰值應(yīng)力；
　　 (2)在試驗(yàn)同步進(jìn)行聲發(fā)射信號(hào)的收集；對(duì)三種巖石在兩種壓縮條件下的聲發(fā)射事件計(jì)數(shù)進(jìn)行分析，并結(jié)合巖爆傾向性進(jìn)行對(duì)比分析。
　　 (3)根據(jù)理論分析表明通過彈性模量E與聲發(fā)射b值的關(guān)系，及b值與分形維數(shù)D的關(guān)系可