基于声发射上升时间/振幅与平均频率值的花岗岩劈裂破坏评价指标研究
发布时间：2021-08-16 08:02
通过花岗岩巴西劈裂试验,研究基于声发射RA（上升时间/振幅）与AF（平均频率）值的参数指标描述岩石破坏剧烈程度的可行性与优势。通过对比破坏过程中的RA与AF值分布的变化,与矩张量分析结果相互印证,发现即使宏观上以张拉为主的岩石劈裂破坏,在临近破坏阶段,仍会出现剪切破裂成分增加的现象,并提出了花岗岩巴西劈裂试验中基于RA与AF指标进行岩石破裂机制分析的判定建议值;提出r=RA/AF作为描述岩石破坏剧烈程度的基本指标,对比其与振幅参数在不同破坏阶段的变化趋势及不同传播距离下的衰减规律,结果表明:在衰减的影响下,基于r的参数指标将得到偏安全的评价结果;进一步提出r值变异系数CV（r）作为r值参数的统计指标,并与基于振幅的统计指标b值进行对比,对比结果验证了以CV（r）描述岩石破坏剧烈程度的可行性,且根据b值对岩石失稳破坏的判定值提出了花岗岩劈裂破坏中的CV（r）建议判定值。
【文章来源】：岩土力学. 2020,41(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
加载设备与传感器布设(a)伺服刚性试验机(b)传感器安装
?加载速率较低（20N/s）时，在前期加载过程中（峰值荷载70%以前）声发射事件数占事件总数的33.8%，而随着加载速率的增加，前期加载过程中声发射事件数占比减少，40N/s时占0.9%，60N/s时占5.8%，声发射事件主要出现在加载后期阶段。(a)加载速率为20N/s(b)加载速率为40N/s(c)加载速率为60N/s图3荷载位移曲线与声发射事件率Fig.3Loading-displacementcurvesandAEhitrate采用Geiger算法对试样内部破裂进行震源定位，实际破裂情况与定位结果如图4所示，实物图中破裂以线标出，圈中为较破碎区域；定位图中显示的破裂大小与事件震级相关，震级越大显示破裂点越大。由图4可知，定位结果较好地反映了实际裂纹的分布位置，可认为该结果基本准确。(a)加载速率为20N/s(b)加载速率为40N/s(c)加载速率为60N/s图4试样破裂与定位结果Fig.4FractureimagesandthecorrespondingAElocationresults3.2RA与AF值分布随时间的变化以中速40N/s的加载速率下声发射监测结果为例，研究RA与AF值分布随时间的变化规律。图5所示为声发射RA与AF值在不同时间段内的分布。由于声发射事件率在不同时间段内差异较大，且主要分布在临近破坏阶段，若采用平均划分时段的方法研究不同时段内RA与AF值分布的变化，可能会掩盖声发射事件集中出现的时间段（临近破坏阶段）内RA与AF值变化趋势的细节。因此选取tft作为时间变量[13]，将加载过程（约350s）划分为tft>10s、1s<tft<10s、0.1s<tft<1s、tft<0.1s等4个时间段，对比?
2326岩土力学2020年3试验结果分析3.1声发射事件率监测及震源定位结果图3所示为不同加载速率下的荷载位移曲线与声发射事件率随时间变化规律。由图可知，加载一段时间后开始出现少量声发射事件；加载至峰值荷载70%左右后，声发射事件开始逐渐增多；直至临近破坏阶段，声发射事件陡增，试样迅速破坏。加载速率较低（20N/s）时，在前期加载过程中（峰值荷载70%以前）声发射事件数占事件总数的33.8%，而随着加载速率的增加，前期加载过程中声发射事件数占比减少，40N/s时占0.9%，60N/s时占5.8%，声发射事件主要出现在加载后期阶段。(a)加载速率为20N/s(b)加载速率为40N/s(c)加载速率为60N/s图3荷载位移曲线与声发射事件率Fig.3Loading-displacementcurvesandAEhitrate采用Geiger算法对试样内部破裂进行震源定位，实际破裂情况与定位结果如图4所示，实物图中破裂以线标出，圈中为较破碎区域；定位图中显示的破裂大小与事件震级相关，震级越大显示破裂点越大。由图4可知，定位结果较好地反映了实际裂纹的分布位置，可认为该结果基本准确。(a)加载速率为20N/s(b)加载速率为40N/s(c)加载速率为60N/s图4试样破裂与定位结果Fig.4FractureimagesandthecorrespondingAElocationresults3.2RA与AF值分布随时间的变化以中速40N/s的加载速率下声发射监测结果为例，研究RA与AF值分布随时间的变化规律。图5所示为声发射RA与AF值在不同时间段内的分布。由于声发射事件率在不同时间段内差异较大，且主要分布在临近破坏阶段，若采用平
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹性波在中粒砂岩内传播衰减特性分析[J]. 赵永川,杨天鸿,肖福坤,张鹏海,于庆磊,刘刚. 振动.测试与诊断. 2018(02)
[2]红砂岩短时蠕变声发射b值特征[J]. 龚囱,李长洪,赵奎. 煤炭学报. 2015(S1)
[3]不同卸载速率下岩爆破坏特征试验分析[J]. 何满潮,赵菲,杜帅,郑茂炯. 岩土力学. 2014(10)
硕士论文
[1]基于声发射的花岗岩拉剪破裂识别方法研究[D]. 闫召富.广西大学 2018
[2]基于矩张量的岩石破裂微观机制声发射研究[D]. 何云松.成都理工大学 2017
本文编号：3345296
【文章来源】：岩土力学. 2020,41(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
加载设备与传感器布设(a)伺服刚性试验机(b)传感器安装
?加载速率较低（20N/s）时，在前期加载过程中（峰值荷载70%以前）声发射事件数占事件总数的33.8%，而随着加载速率的增加，前期加载过程中声发射事件数占比减少，40N/s时占0.9%，60N/s时占5.8%，声发射事件主要出现在加载后期阶段。(a)加载速率为20N/s(b)加载速率为40N/s(c)加载速率为60N/s图3荷载位移曲线与声发射事件率Fig.3Loading-displacementcurvesandAEhitrate采用Geiger算法对试样内部破裂进行震源定位，实际破裂情况与定位结果如图4所示，实物图中破裂以线标出，圈中为较破碎区域；定位图中显示的破裂大小与事件震级相关，震级越大显示破裂点越大。由图4可知，定位结果较好地反映了实际裂纹的分布位置，可认为该结果基本准确。(a)加载速率为20N/s(b)加载速率为40N/s(c)加载速率为60N/s图4试样破裂与定位结果Fig.4FractureimagesandthecorrespondingAElocationresults3.2RA与AF值分布随时间的变化以中速40N/s的加载速率下声发射监测结果为例，研究RA与AF值分布随时间的变化规律。图5所示为声发射RA与AF值在不同时间段内的分布。由于声发射事件率在不同时间段内差异较大，且主要分布在临近破坏阶段，若采用平均划分时段的方法研究不同时段内RA与AF值分布的变化，可能会掩盖声发射事件集中出现的时间段（临近破坏阶段）内RA与AF值变化趋势的细节。因此选取tft作为时间变量[13]，将加载过程（约350s）划分为tft>10s、1s<tft<10s、0.1s<tft<1s、tft<0.1s等4个时间段，对比?
2326岩土力学2020年3试验结果分析3.1声发射事件率监测及震源定位结果图3所示为不同加载速率下的荷载位移曲线与声发射事件率随时间变化规律。由图可知，加载一段时间后开始出现少量声发射事件；加载至峰值荷载70%左右后，声发射事件开始逐渐增多；直至临近破坏阶段，声发射事件陡增，试样迅速破坏。加载速率较低（20N/s）时，在前期加载过程中（峰值荷载70%以前）声发射事件数占事件总数的33.8%，而随着加载速率的增加，前期加载过程中声发射事件数占比减少，40N/s时占0.9%，60N/s时占5.8%，声发射事件主要出现在加载后期阶段。(a)加载速率为20N/s(b)加载速率为40N/s(c)加载速率为60N/s图3荷载位移曲线与声发射事件率Fig.3Loading-displacementcurvesandAEhitrate采用Geiger算法对试样内部破裂进行震源定位，实际破裂情况与定位结果如图4所示，实物图中破裂以线标出，圈中为较破碎区域；定位图中显示的破裂大小与事件震级相关，震级越大显示破裂点越大。由图4可知，定位结果较好地反映了实际裂纹的分布位置，可认为该结果基本准确。(a)加载速率为20N/s(b)加载速率为40N/s(c)加载速率为60N/s图4试样破裂与定位结果Fig.4FractureimagesandthecorrespondingAElocationresults3.2RA与AF值分布随时间的变化以中速40N/s的加载速率下声发射监测结果为例，研究RA与AF值分布随时间的变化规律。图5所示为声发射RA与AF值在不同时间段内的分布。由于声发射事件率在不同时间段内差异较大，且主要分布在临近破坏阶段，若采用平
【参考文献】：
期刊论文
[1]弹性波在中粒砂岩内传播衰减特性分析[J]. 赵永川,杨天鸿,肖福坤,张鹏海,于庆磊,刘刚. 振动.测试与诊断. 2018(02)
[2]红砂岩短时蠕变声发射b值特征[J]. 龚囱,李长洪,赵奎. 煤炭学报. 2015(S1)
[3]不同卸载速率下岩爆破坏特征试验分析[J]. 何满潮,赵菲,杜帅,郑茂炯. 岩土力学. 2014(10)
硕士论文
[1]基于声发射的花岗岩拉剪破裂识别方法研究[D]. 闫召富.广西大学 2018
[2]基于矩张量的岩石破裂微观机制声发射研究[D]. 何云松.成都理工大学 2017
本文编号：3345296
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