剪切荷载条件下岩石细观破坏及声发射特性研究

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1、Vo1．40No．1矿业安全与环保第40卷第1期Feb．2013MININGSAFETY&ENVIR0NMENTALPROTECTION2013年2月许江，刘义鑫，吴慧，等．剪切荷载条件下岩石细观破坏及声发射特性研究[J]．矿业安全与环保，2013，40(1)：12—16文章编号：1008—4495(2013)01—0012—05剪切荷载条件下岩石细观破坏及声发射特性研究许江，刘义鑫，吴慧，高健，陆丽丰'(1．重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆400044；2．重庆大学复杂煤气层瓦斯

2、抽采国家地方联合工程实验室，重庆400044)摘要：采用煤岩细观剪切实验装置及PCI一2型声发射系统，开展了砂岩在不同剪切速率条件下的细观破坏与声发射特性试验，探讨岩石在剪切破坏过程中的破坏形式与声发射之间的关系。试验结果表明：在剪切荷载作用下，砂岩试件在不同加载速率条件下破坏过程中剪应力随时间变化趋势一致，随着加载速率增大，砂岩的剪切变形减小，抗剪强度降低；声发射活动伴随着整个剪切过程，剪应力峰值前声发射信号很少，剪应力峰值后声发射信号剧增，砂岩表面与内部裂纹萌生扩展几乎同步发生；加载速率为0．

3、002mm／min的砂岩试件累计Hit数最高，砂岩内累计损伤最多；砂岩试件在发生断裂破坏的短时间内经过内裂纹贯通形成主裂面、微凸体摩擦断裂形成最终破坏面两个过程，其中微凸体摩擦断裂所需剪应力低于使试件形成贯通主裂面所需剪应力。关键词：剪切荷载；砂岩；声发射；细观观测中图分类号：TD313；0482．1文献标志码：A网络出版时间：2013—01—0916：09网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detaiL／50．1062．TD．20130109．1609．004．htm

4、lResearchonMicroscopicFailureandAcousticEmissionCharacteristicsofRockunderShearLoadXUJiang一，LIUYixin一，WU，GAOJian一，Life~g，。(．StateKeyLaboratoryofCoalMineDiastaerDynamicsandControl，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；2State-localUnitedEngineeringL

5、aboratoryofGasDrainageforComplexCoalSeam，ChongqingUniversity，Chongqing400044，Ch／na)Abstract：Testsonmicroscopicfailureandacousticemissioncharacteristicsofsandstonewerecarriedoutatdifferentshearingvelocitybyusingmeso—sheartestequipmentforcoalandrockandP

6、CI-2acousticemissionsystem，anddiscussionwasmadeontherelationbetweenthefailureformandacousticemissionintheprocessofshearfailureofrock．Thetestresultsshowedthatundertheactionoftheshearload，thechangeofsheafingstressofsandstonespecimensatdifferentloadingra

7、tewasconsistentwiththetimechange，andwiththeincreaseofloadingrate，thesheardeformationofsandstonedecreasedanditsshearstrengthreduced；thewholesheafingprocesswasaccompaniedbytheacousticemissionactivity，theacousticemissionsignalwasrarebeforetheshearingstre

8、sspeakvalueanditsharplyincreasedaftertheshearingstresspeakvalue，theinitiationandextensionofcracksbothonthesandstone’ssurfaceandinsideitalmostsimultaneouslyoccured；thesandstonespecimenwithloadingrateof0．002mm／minhadthehighestaccumulativeHitnumb