岩石峰值应力前后声发射特性研究

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1、岩石峰值应力前后声发射特性研究-工程论文岩石峰值应力前后声发射特性研究段晓亮DUANXiao-liang；鲁会军LUHui-jun（昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093）（FacultyofLandResourceEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China）摘要：采用TAW-2000D微机控制电液伺服岩石三轴试验机和SDAES型数字声发射仪组成的动态测试系统，对云南大红山铜矿白云岩进行了单

2、轴压缩条件下的声发射试验，研究岩石在峰值应力前后声发射特性。试验结果表明：加载早期就有声发射活动，岩样在试验接近峰值强度时单位时间内的应力增长速度减小、声发射事件率出现明显下降，即出现相对平静期，峰值强度后的声发射现象仍然明显。Abstract：ThispaperusestheTAW-2000DcomputertocontrolthedynamictestingsystemconsistingofservotriaxialtestingmachineandSDAESdigitalacoustice

3、missionanalyzer，conductstheacousticemissiontestoftheYunnanDahongshancopperminedolomiteundertheuniaxialcompressioncondition，andstudiestheacousticemissioncharacteristicsofrockbeforeandafterreachingthepeakstress.Theresultsshowthat：thereisacousticemission

4、activityintheearlyloadingperiod，theperunittimestressgrowthrateofrocksampledecreaseswhenthetestnearpeakintensity，acousticemissionratedecreasessignificantly，namelyappearstherelativelyquietperiod，andtheacousticemissionphenomenonisstillevidentafterthepeak

5、intensity.关键词：岩石力学；声发射；单轴压缩；峰值应力Keywords：rockmechanics；acousticemission；uniaxialcompression；peakstress中图分类号：TU457文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）18-0146-02作者简介：段晓亮（1990-），男，江西九江人，硕士，研究方向为岩土工程。0引言声发射是指材料或结构受力作用时发生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。近代声发射技术起源于德国科学家Kaiser的

6、工作，而岩石声发射现象是由美国矿山局的Obert发现，并且它是最早把声发射技术应用到矿山矿柱岩体稳定性和岩爆的监测预报当中去的，自此在该领域得到了大力的推广和应用。到20世纪70年代，我国在理论研究和实际应用方面做了大量的工作，逐步开始在地下工程的稳定性监测中应用声发射技术。当前国内外很多学者都会岩石声发射进行过研究，并且取得了不错的成绩，但对岩石峰值应力后的声反射特性研究很少。本文对云南大红山铜矿矿山白云岩进行单轴压缩声发射试验，并分析声发射特征，进而提高岩石声发射监测预报的准确性。1岩石声发射

7、实验研究1.1实验装置本次试验加载系统采用TAW-2000D微机控制电液伺服岩石三轴试验机，利用变形控制加载，加载速度保持在0.003mm/min。使用黄油将压电陶瓷换能器与试件进行耦合，再用橡皮筋将探头固定在试件侧面。本次试验对设备有着严格的规定，岩石声发射采集分析系统应依照相关规范采用SDAES型数字声发射仪。声发射信号后，压电陶瓷换能器首先捕捉到信号，同时利用前置放大器把信号放大并发送至声发射信号处理器，在此会形成一系列的参数，比如声发射事件、能量、振铃、延续时间等，最后把这些参数输送给计算

8、机保存。该系统充分发挥了计算机的优势，详细地监测了岩石的变形和破坏过程，具有很高的可信度。试验系统框图如图1所示。1.2试样制备根据国际岩石力学学会（ISRM）对实验室试样尺寸的建议，本次岩石声发射试验的岩石试样，采用直径为5cm，高度为10cm的标准圆柱体试样。试件断面的平行度保持在0.02mm以内，岩石试样采自云南大红山铜矿现场白云岩。1.3试验内容对取自云南大红山铜矿白云岩岩石试样进行单轴受压岩石破坏全过程试验，研究岩石破坏前后声发射参数特征和时间过程特征，探索岩石破坏后时间