类岩石材料声发射参数与应力和应变耦合本构关系

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1、第33卷第6期北京科技大学学报Vol．33No．62011年6月JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijingJun．2011类岩石材料声发射参数与应力和应变耦合本构关系薛云亮李庶林林峰徐宏斌厦门大学建筑与土木工程学院，厦门361005通信作者，E-mail:shulin．li@163．com摘要利用液压伺服试验系统和声波监测仪开展了岩石和混凝土材料声发射特性试验研究，并在试验基础上研究了损伤变量与声发射参数之间的量化关系．结果表明，损伤变量与声发射参数呈线性关系．采用基

2、于Weibull分布的损伤本构模型及损伤变量与声发射数间的经验公式，推导出应力、应变参量与声发射数参量的耦合模型，该模型参数可以根据应力--应变全曲线及损伤变量与声发射数关系曲线的几何边界条件确定其表达式，方式简单适用．通过与岩石和混凝土试样单轴压缩试验实测结果对比，证实模型可以很好地反映单轴受压状态下岩石和混凝土的应力、应变与声发射数的耦合关系．关键词岩石;混凝土;声发射;应力--应变曲线;本构关系分类号TD853.34CouplingconstitutiverelationsofAEparameterversusst

3、ressandstrainforrock-likematerialsXUEYun-liang，LIShu-lin，LINFeng，XUHong-binSchoolofArchitecturalandCivilEngineering，XiamenUniversity，Xiamen361005，ChinaCorrespondingauthor，E-mail:shulin．li@163．comABSTRACTExperimentsonacousticemissioncharacteristicsofrockandconcret

4、esampleswerecarriedoutwithaservo-hydraulictestsystemandasmartacousticmonitoringdevice．Basedontheseexperiments，therelationshipbetweendamagevariableandacousticemission(AE)parameterwasinvestigated，andtheresultsshowedalinearcorrelationbetweenthem．Byusingthedamagecons

5、titutivemodelbasedonWeibulldistributionandtheempiricalrelationshipofdamagevariableversusacousticemissionnumber，thecouplingmodelsofacousticemissionparameterversusstressandstrainwereformulated．Parametersinthemodelscanbedeterminedaccordingtothegeometricboundarycondi

6、tionsofthefullstress-straincurveandthecurveofdamagevariableversusacousticemissionnumber．Theprocessforacquiringthesemodelparametersissimpleandeasytouse．Acomparisonbetweentheresultsofthecouplingmodelsandthemeasureddatabyuniaxialcompressiontestingforrocksamplesandco

7、ncretesamplesprovesthatthecouplingmodelscanbetterreflecttherelationsofacousticemissionparameterversusstressandstrain．KEYWORDSrock;concrete;acousticemissions;stress-straincurves;constitutivemodels大量试验结果表明，声发射是材料或结构在外(声发射事件数、能量等)可以用来表征材料的损伤力或内力作用下，在产生变形或损伤的同时，以弹性程度

8、，同应力、应变参量一样，声发射参量也应该属波的形式释放出部分应变能的一种自然现象．因此于一个本构参量．因此运用声发射试验对混凝土类声发射是粒状脆性材料在受载过程中的伴生现象，材料损伤演化过程进行跟踪和分析，从微观上研究而且在不同的受力条件下，会表现出不同的声发射混凝土类材料损伤过程，分析混凝土类材料损伤的［1--5］