岩石力学性质的声发射参数研究

发布时间：2017-09-07 06:41

  本文关键词：岩石力学性质的声发射参数研究

  更多相关文章： 声发射 抗压强度 内摩擦系数 粘聚力 累计声发射数 累计AE振铃数 累计AE能量

【摘要】：声发射是一种经济有效、简捷方便的岩石力学特性间接测试方法,在工程实践中获得大量应用。但目前鲜有研究关注岩石力学特性与其声发射参数间的相关性,缺乏通过声发射测试结果直接获得岩石力学参数的定量方法,从而研究探索这两者之间的定量关系且为快速获得岩石力学参数显得非常必要。本文通过单轴压缩试验手段分析研究灰岩、砂岩和花岗岩三种岩石的强度及其在试验过程中监测到的累计声发射数、累计AE振铃数和累计AE能量的关系。另一方面,通过室内岩石变角度剪切实验分析了灰岩的内摩擦系数、粘聚力分别与声发射特性的关联性。试验采用上海华龙测试仪器股份有限公司生产的WAW 1000电液伺服万能试验机和美国物理声学公司生产的12通道声发射检测仪器及相应的配套仪器组成的控制系统。在对岩样进行单轴压缩实验的同时,用12通道的PAC声发射检测仪器进行监测。实验主要对三类岩石在天然状态、饱和状态、不同加载方式下,进行AE检测讨论压应力与声发射特性关联性。采用WHY 5000的压力试验机,对天然状态灰岩,进行变角度剪切实验,探讨内摩擦系数、粘聚力分别与声发射特性的关联性。通过对比分析单轴压缩实验数据和声发射数据,得出以下结论:(1)从AE参数曲线上可识别出岩石压密至破坏的几个阶段,随着应力增大,AE数据增大,破坏前声发射率会陡然增大,且声发射数据也会急剧增大,可为岩体破坏提供预警;(2)花岗岩破坏前,声发射曲线上具有很明显的平静期,这为基于AE曲线参数形态进行花岗岩岩体破坏预警提供试验证明;(3)定位事件坐标反映岩石内部裂纹位置及扩展方向,可通过定位事件预测岩石破坏面位置。研究成果有望为岩石力学参数的获取提供一种新的间接获取方法,具有较强的工程应用前景。
【关键词】：声发射 抗压强度 内摩擦系数 粘聚力 累计声发射数 累计AE振铃数 累计AE能量
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU45
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 引言7
• 1.2 国内外研究现状7-10
• 1.2.1 声发射技术8-9
• 1.2.2 工程应用9-10
• 1.3 研究目标、研究内容和技术路线10-11
• 1.3.1 研究目标10
• 1.3.2 主要研究内容10
• 1.3.3 主要技术路线10-11
• 1.4 主要工作和创新点11-13
• 1.4.1 主要工作11-12
• 1.4.2 创新点12-13
• 2 实验设备和数据处理方法13-21
• 2.1 实验设备13-15
• 2.1.1 声发射采集设备13-14
• 2.1.2 实验加载设备14-15
• 2.2 实验方案15-17
• 2.2.1 试件制备15-16
• 2.2.2 实验步骤16-17
• 2.3 声发射实验后处理分析17-21
• 2.3.1 声发射实验波形特性参数17-20
• 2.3.2 声发射实验后处理方法20-21
• 3 单轴压缩条件下岩石力学性质与声发射特性的关联性分析21-70
• 3.1 引言21
• 3.2 单调加载下岩石强度与声发射参数关联性分析21-47
• 3.2.1 实验方案21-24
• 3.2.2 岩石强度与声发射参数的对应关系24-47
• 3.3 分级加载下岩石强度与声发射参数关联性分析47-69
• 3.3.1 实验方案47-48
• 3.3.2 岩石强度与声发射参数的对应关系48-69
• 3.4 小结69-70
• 4 变角度剪切条件下岩石强度与声发射特性的关联性分析70-78
• 4.1 引言70
• 4.2 岩石抗剪强度与声发射参数的关联性分析70-77
• 4.2.1 实验方案70-72
• 4.2.2 内摩擦系数与声发射参数的对应关系72-75
• 4.2.3 粘聚力与声发射参数的对应关系75-77
• 4.3 小结77-78
• 5 结论及展望78-80
• 5.1 主要结论78
• 5.2 展望78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 附录84-85

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本文编号：808006