三点弯曲实验条件下岩石Ⅰ型破裂声发射多元信息研究
发布时间：2022-12-09 22:38
张开型（Ⅰ型）断裂作为工程岩体一种常见的致灾形式,对岩石工程稳定性起着至关重要的作用。为探讨岩石受拉破坏过程声发射特征演化规律,以泥质粉砂岩、花岗岩、水平及垂直层理的大理岩为研究对象,开展三点弯曲加载条件下Ⅰ型断裂的声发射试验,研究了岩石Ⅰ型断裂过程声发射时-频-空多元信息,取得了如下研究成果:1)时域:泥质粉砂岩内声发射活动全程保持活跃状态;花岗岩事件率在破裂前达到峰值后迅速阶段性跌落,破裂时能量急剧释放;垂直层理事件率曲线上升得短促、陡峭,水平层理能率曲线波动得更为剧烈。2)频域:40～60k Hz和120～180k Hz频段处主频数量及能量具有明显的演化趋势,可作为试验的本征频段。在加载后期,中高频段能量占比逐渐取代低频成为优势频段,主频由中高频向中频扩散,可作为断裂失稳的前兆信息。3)空间定位:泥质粉砂岩事件点在加载尖端区域形成裂纹成核区;花岗岩及垂直层理大理岩裂纹在断裂过程区内大量集结;水平层理大理岩两个加载端连线区域形成剪切破裂集中带;岩石失稳破坏阶段,除水平层理的大理岩试样最终都产生了明显的张拉断裂。4)断裂特征演化:基于裂纹临界长度、表面能公式以及能量守恒原理对声发射特...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 研究现状
1.2.1 Ⅰ型断裂力学特性及断裂机理研究
1.2.2 岩性影响下Ⅰ型断裂特征研究
1.2.3 岩石断裂特性声发射研究
1.3 研究目标及内容
1.4 技术路线图
第2章 理论基础
2.1 岩石断裂类型与声发射的产生
2.2 声发射信号采集方法
2.3 声发射时域参数分析
2.4 声发射频域参数分析
2.4.1 主频提取方法
2.4.2 小波分析
2.5 声发射定位技术
2.6 本章小结
第3章 三点弯曲条件下岩石Ⅰ型破裂声发射试验
3.1 三点弯曲条件下声发射试验
3.1.1 试样制备
3.1.2 矿物成分
3.1.3 试验设备
3.1.4 试验过程
3.2 试验结果分析
3.2.1 破裂模式分析
3.2.2 强度与变形特征
3.3 本章小结
第4章 岩石Ⅰ型断裂声发射多元信息研究
4.1 岩石Ⅰ型断裂声发射时域特征分析
4.1.1 泥质粉砂岩声发射事件率、能率特征
4.1.2 花岗岩声发射事件率、能率特征
4.1.3 平行及垂直层理大理岩声发射事件率、能率特征
4.2 岩石Ⅰ型断裂声发射频域特征分析
4.2.1 主频分布及能量演化分析
4.2.2 小波能量演化特征分析
4.3 岩石Ⅰ型断裂声发射空间定位演化分析
4.4 本章小结
第5章 岩石Ⅰ型断裂声发射差异性讨论及损伤演化
5.1 岩性、层理因素对声发射特征影响分析
5.1.1 岩性对声发射影响
5.1.2 层理方向对声发射影响
5.2 裂纹模式及损伤演化特征
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]张拉作用下页岩裂缝扩展演化机制研究[J]. 衡帅,刘晓,李贤忠,张小东,杨春和. 岩石力学与工程学报. 2019(10)
[2]忻州窑烟煤Ⅰ型和Ⅱ型断裂特性的半圆弯曲试验对比研究[J]. 赵毅鑫,孙荘,刘斌. 岩石力学与工程学报. 2019(08)
[3]煤层顶板砂岩微观结构及力学特征分析[J]. 梁亚飞,李化敏,李回贵,宋远,申路路. 地下空间与工程学报. 2018(S2)
[4]Ⅰ型裂缝经弱界面钝化扩展实验研究[J]. 董康兴,王素玲,李金波,房鑫垚. 力学与实践. 2018(06)
[5]三点弯曲条件下薄层状岩体单层厚度对裂纹扩展路径的影响[J]. 王燚钊,崔振东,李明,韩伟歌,张建勇. 工程地质学报. 2018(05)
[6]干燥和饱水状态下含层理构造板岩巴西劈裂实验能量研究[J]. 朱思尘,李江腾. 中南大学学报(自然科学版). 2018(08)
[7]半圆盘三点弯曲法测定页岩断裂韧度(KIC)的实验研究[J]. 赵子江,刘大安,崔振东,唐铁吾,韩伟歌. 岩土力学. 2018(S1)
[8]不同偏置裂纹充填体断裂特性试验[J]. 徐文彬,曹培旺,程世康. 岩土力学. 2018(05)
[9]饱水与晶体粒度对北山花岗岩断裂韧度影响的试验研究[J]. 李莹,陈亮,刘建锋,刘健,王春萍,王驹. 岩石力学与工程学报. 2018(S1)
[10]层理性页岩断裂韧性的加载速率效应试验研究[J]. 吕有厂. 岩石力学与工程学报. 2018(06)
博士论文
[1]层理页岩水/气压裂破裂机理与损伤演化规律研究[D]. 张向向.中国矿业大学 2019
[2]页岩气藏多重介质流—固耦合渗流规律研究[D]. 马东旭.北京科技大学 2019
[3]干湿循环作用下石膏质岩劣化特征与机制研究[D]. 王明芳.中国地质大学 2018
硕士论文
[1]泥岩电化学改性试验研究[D]. 白金波.太原理工大学 2019
[2]微波照射条件下热湿作用岩石强度劣化试验研究[D]. 李涛.西安科技大学 2019
本文编号：3715509
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 研究现状
1.2.1 Ⅰ型断裂力学特性及断裂机理研究
1.2.2 岩性影响下Ⅰ型断裂特征研究
1.2.3 岩石断裂特性声发射研究
1.3 研究目标及内容
1.4 技术路线图
第2章 理论基础
2.1 岩石断裂类型与声发射的产生
2.2 声发射信号采集方法
2.3 声发射时域参数分析
2.4 声发射频域参数分析
2.4.1 主频提取方法
2.4.2 小波分析
2.5 声发射定位技术
2.6 本章小结
第3章 三点弯曲条件下岩石Ⅰ型破裂声发射试验
3.1 三点弯曲条件下声发射试验
3.1.1 试样制备
3.1.2 矿物成分
3.1.3 试验设备
3.1.4 试验过程
3.2 试验结果分析
3.2.1 破裂模式分析
3.2.2 强度与变形特征
3.3 本章小结
第4章 岩石Ⅰ型断裂声发射多元信息研究
4.1 岩石Ⅰ型断裂声发射时域特征分析
4.1.1 泥质粉砂岩声发射事件率、能率特征
4.1.2 花岗岩声发射事件率、能率特征
4.1.3 平行及垂直层理大理岩声发射事件率、能率特征
4.2 岩石Ⅰ型断裂声发射频域特征分析
4.2.1 主频分布及能量演化分析
4.2.2 小波能量演化特征分析
4.3 岩石Ⅰ型断裂声发射空间定位演化分析
4.4 本章小结
第5章 岩石Ⅰ型断裂声发射差异性讨论及损伤演化
5.1 岩性、层理因素对声发射特征影响分析
5.1.1 岩性对声发射影响
5.1.2 层理方向对声发射影响
5.2 裂纹模式及损伤演化特征
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]张拉作用下页岩裂缝扩展演化机制研究[J]. 衡帅,刘晓,李贤忠,张小东,杨春和. 岩石力学与工程学报. 2019(10)
[2]忻州窑烟煤Ⅰ型和Ⅱ型断裂特性的半圆弯曲试验对比研究[J]. 赵毅鑫,孙荘,刘斌. 岩石力学与工程学报. 2019(08)
[3]煤层顶板砂岩微观结构及力学特征分析[J]. 梁亚飞,李化敏,李回贵,宋远,申路路. 地下空间与工程学报. 2018(S2)
[4]Ⅰ型裂缝经弱界面钝化扩展实验研究[J]. 董康兴,王素玲,李金波,房鑫垚. 力学与实践. 2018(06)
[5]三点弯曲条件下薄层状岩体单层厚度对裂纹扩展路径的影响[J]. 王燚钊,崔振东,李明,韩伟歌,张建勇. 工程地质学报. 2018(05)
[6]干燥和饱水状态下含层理构造板岩巴西劈裂实验能量研究[J]. 朱思尘,李江腾. 中南大学学报(自然科学版). 2018(08)
[7]半圆盘三点弯曲法测定页岩断裂韧度(KIC)的实验研究[J]. 赵子江,刘大安,崔振东,唐铁吾,韩伟歌. 岩土力学. 2018(S1)
[8]不同偏置裂纹充填体断裂特性试验[J]. 徐文彬,曹培旺,程世康. 岩土力学. 2018(05)
[9]饱水与晶体粒度对北山花岗岩断裂韧度影响的试验研究[J]. 李莹,陈亮,刘建锋,刘健,王春萍,王驹. 岩石力学与工程学报. 2018(S1)
[10]层理性页岩断裂韧性的加载速率效应试验研究[J]. 吕有厂. 岩石力学与工程学报. 2018(06)
博士论文
[1]层理页岩水/气压裂破裂机理与损伤演化规律研究[D]. 张向向.中国矿业大学 2019
[2]页岩气藏多重介质流—固耦合渗流规律研究[D]. 马东旭.北京科技大学 2019
[3]干湿循环作用下石膏质岩劣化特征与机制研究[D]. 王明芳.中国地质大学 2018
硕士论文
[1]泥岩电化学改性试验研究[D]. 白金波.太原理工大学 2019
[2]微波照射条件下热湿作用岩石强度劣化试验研究[D]. 李涛.西安科技大学 2019
本文编号：3715509
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