有关水对深部花岗岩巷道岩爆声发射实验研究的毕业论文.docx

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1、有关水对深部花岗岩巷道岩爆声发射实验研究的毕业论文目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1选题背景与研究意义11.2国内外研究现状21.2.1岩爆研究现状21.2.2国内外声发射技术研究现状31.3本文的研究内容和思路51.3.1研究内容61.3.2研究思路6第二章声发射的试验原理72.1声发射测试技术基本原理72.2声发射的产生72.3影响声发射特征的因素82.4声发射检测仪器的组成82.5声发射信号分析92.5.1声发射信号类型92.5.2声发射信号特征参数9第三章花岗岩岩爆模拟实验133.1实验方案133.2试样制取设备133.3试验样品的选取与加工163

2、.4试样处理173.5实验设备173.6不同含水花岗岩岩爆声发射实验193.7本章小结21第四章实验结果及分析224.1岩爆实验现象及破坏分析224.2实验过程中力学特性分析234.3实验过程中声发射特性分析254.3.1声发射事件率分析254.3.2声发射绝对能率分析284.4本章小结31第五章总结和展望325.1总结325.2展望32参考文献34谢辞37第一章绪论1.1选题背景与研究意义近几十年来，我国经济持续高速发展状态。而经济的发展不开能源和矿产资源的强有力支撑,而地下开采方式是目前我国获得多种能源资源与矿产资源的重要途径。随着浅部资源的逐渐减少和枯竭,地下开采

3、陆续转入深部开采,向深部资源进军就成为一种必然趋势[1-2]。然而深部开采必然面临着各种问题，岩爆是其中最重要的一项。岩石岩爆是在高地应力条件下开挖地下工程的过程中，开挖卸荷而导致洞壁应力的重新分布，突然释放出岩体中存储的弹性应变能而产生的剥落、爆裂松脱、弹射甚至抛掷的一种动态失稳地质灾害[3]。影响岩爆的因素众多，而水是其中最重要的一项。因为水对岩石的物理、化学和力学等作用，均对岩体的强度、变形和破坏等起到了不可忽视的影响，这使得岩石的力学特性表现出各向异性、非均质性以及强度变化特性等。大多数情况下水对岩体的侵蚀破坏是从岩体介质初始结构面开始的，然后贯穿整个岩体，从而

4、影响岩体的破裂方式和破裂形态。大量工程实践中岩石的含水率并未达到饱和状态,而国内外大量的岩爆研究都是基于岩石在干燥、饱和状态下的开展的,而对不饱和状态下岩石的岩爆的研究相对较少。因此研究不同含水条件对岩爆的影响,对我们更好的研究岩石岩爆特征提供着一定的理论依据,对工程建设和岩爆理论研究的开展都能起到很好的参考价值。岩石变形和声发射往往是工程岩体由稳定到不稳定直至破坏的先兆。为此，人们在实验室和现场对岩石力学性质做了大量试验测试及分析，以便了解在岩石破坏之前其力学和物理性质的变化。然而，因岩石力学性质参量的测量十分困难，加上影响岩石力学性质的环境因素较多，增加了测试结果的

5、不确定性。为了克服只测岩石力学性质参量的不足，常常利用声发射测试技术在测试岩石力学参量的同时测试岩石的声发射特征[4]。声发射测试技术是靠岩石发声来探测其内部状态和力学特性的一种实验方法。当岩石受力变形时，岩石中原有的或新产生的裂隙周围应力集中，应变能较高，当外力增加到一定大小时，有裂缝缺陷部位会发生微观屈服或变形，裂缝扩展，从而使得应力松弛，贮藏的部分能量将以弹性波的形式释放出来，这就是声发射现象[5-6]。由此可知，声发射是在岩石受力和发生变形过程中产生的，可以根据岩石声发射的多少、大小、频率等参数了解到岩石的变形破坏过程。本文采选用深部巷道花岗岩进行不同含水条件下

6、双轴模拟实验，并同步收集声发射、力学等参数，进行综合比较分析，寻找其中的规律，37从而为岩爆监测提供研究基础和技术手段。1.2国内外研究现状1.2.1岩爆研究现状近一个世纪以来，中外学者在岩爆机理、岩爆预测及防治等方面进行了大量的研究，但由于岩爆的复杂性，岩爆的理论研究进展缓慢。在我国，岩爆研究工作起步较晚，且多停留在观察、描述阶段，和国外相比更为滞后。国际上，南非在岩爆的理论研究、预测、预防等方面积累了丰富的经验和资料，建立了较为完整的理论体系，是目前世界上岩爆研究最先进的国家之一。自20世纪70年代后期，中外岩爆研究进入一个新的发展阶段，多次专门召开岩爆问题的国际学

7、术会议，交流和积累了许多有价值的研究资料及有关岩爆预测、控制和防治的实践成果。归纳起来主要有岩爆发生条件、形成机理、岩爆各种预测、监测措施等。水对岩石产生物理、化学及力学作用可从微细观上改变岩石的结构，水对岩石有软化作用，使其产生孔隙、溶洞及溶蚀裂隙等，增加其孔隙度，影响其渗透率和孔隙压力，进而改变其强度和刚度等宏观力学性质。因此岩石在与水之后弹性能减弱，在地应力作用下不易发生岩爆国内外一些学者通过室内不同含水状态下岩石的单轴剪切、单轴压缩及三轴压缩试验并结合声波测试结果证实，随着饱和度的增加，岩石各项力学性能指标都发生了不同程度的降低。