基于细观特征分析的单节理岩石破裂机理研究

发布时间：2017-09-19 07:16

  本文关键词：基于细观特征分析的单节理岩石破裂机理研究

  更多相关文章： 节理岩石 声发射 矩张量 破裂类型 破裂方位

【摘要】：为揭示不同节理方位对岩石破裂机理的影响,利用PFC软件模拟岩石裂纹孕育、发展和贯通过程中产生的大量声发射数据,基于矩张量理论、P-T图法和T-k图法研究了岩石破裂各阶段中声发射事件的空间位置、破裂方位、破裂类型、应力状态、矩震级等破裂参数及其演变规律。试验结果表明:1)岩石破裂方位受加载方向和节理方位影响,当节理方位与加载方向呈一定夹角时,主压应力分量逐渐分布在与节理方位对应的P-T图位置附近。2)线性张拉破裂所占比例随节理角度的增大而减小,线性剪切破裂、混合破裂和双力偶剪切破裂所占比例随节理角度的增大而增大。3)张拉破裂主要分布于节理面上,其矩震级(能量)较小;剪切破裂和混合破裂主要分布于节理面与临空面的交线上,其矩震级较大。运用矩张量理论、P-T图法和T-k图法可有效掌握岩石破裂机理及其宏观演变规律,可为分析岩体稳定性及其发展趋势提供一种新的技术手段,是传统分析方法的有效补充。
【作者单位】： 北京科技大学土木与环境工程学院金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室;
【关键词】： 节理岩石 声发射 矩张量 破裂类型 破裂方位
【基金】：科技北京百名领军人才培养工程项目(Z151100000315014) 国家自然科学基金项目(51174014) 中国博士后科学基金面上项目(2015M570037) 国家青年自然科学基金项目(51504016)
【分类号】：TD313
【正文快照】： 声发射(Acoustic Emission,简称AE)是岩石内部区域在内力、外力和温度的影响下,有裂纹形成(扩展)或产生塑性变形时,应变能迅速释放所产生的瞬态弹性波[1]。现代声发射技术起源于1950年J.Kaiser进行的材料声发射特性研究。赵兴东利用声发射系统,研究了声发射事件随应力和时间的

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 柴金飞;金爱兵;高永涛;吴顺川;张院生;;基于矩张量反演的矿山突水孕育过程[J];工程科学学报;2015年03期

2 明华军;冯夏庭;张传庆;肖亚勋;;基于微震信息的硬岩新生破裂面方位特征矩张量分析[J];岩土力学;2013年06期

3 周喻;吴顺川;许学良;孙伟;张晓平;;岩石破裂过程中声发射特性的颗粒流分析[J];岩石力学与工程学报;2013年05期

4 李元辉;刘建坡;赵兴东;杨宇江;;岩石破裂过程中的声发射b值及分形特征研究[J];岩土力学;2009年09期

5 赵兴东;刘建坡;李元辉;田军;朱万成;;岩石声发射定位技术及其实验验证[J];岩土工程学报;2008年10期

6 赵兴东;唐春安;李元辉;袁瑞甫;张建勇;;花岗岩破裂全过程的声发射特性研究[J];岩石力学与工程学报;2006年S2期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 柴金飞;吴顺川;高永涛;周喻;高艳华;黄小庆;;基于矩张量P-T图的岩石单轴压缩破裂机理研究[J];中国矿业大学学报;2016年03期

2 柴金飞;高永涛;吴顺川;周喻;高艳华;郭超;;基于细观特征分析的单节理岩石破裂机理研究[J];采矿与安全工程学报;2016年03期

3 王伟超;刘希亮;张五交;王利;;单轴压缩下含表观裂纹盐岩力学特性试验研究[J];工程地质学报;2016年02期

4 袁康;蒋宇静;李亿民;王刚;;基于颗粒离散元法岩石压缩过程破裂机制宏细观研究[J];中南大学学报(自然科学版);2016年03期

5 王志国;王梅;李跃龙;;基于声发射定位的单轴受压帷幕体裂隙演化分析[J];金属矿山;2016年02期

6 董金勇;;煤岩体内结构改造的声发射实验研究[J];煤炭技术;2016年02期

7 王笑然;刘晓斐;沈荣喜;邓晓谦;;自然和饱水煤样受载破坏声发射特征实验研究[J];煤矿安全;2016年01期

8 李浩然;杨春和;陈锋;马洪岭;巫尚蔚;;岩石声波-声发射一体化测试装置的研制与应用[J];岩土力学;2016年01期

9 李浩然;杨春和;李佰林;尹雪英;;三轴多级荷载下盐岩声波声发射特征与损伤演化规律研究[J];岩石力学与工程学报;2016年04期

10 赵娜;王来贵;习彦会;;巴西圆盘泥岩试件裂纹扩展及应变演化实验研究[J];实验力学;2015年06期

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 明华军;冯夏庭;陈炳瑞;张传庆;;基于矩张量的深埋隧洞岩爆机制分析[J];岩土力学;2013年01期

2 苗胜军;杨志军;龙超;任奋华;;混合花岗岩加载细观力学特性及破裂演化规律[J];江苏大学学报(自然科学版);2012年04期

3 纪洪广;王宏伟;曹善忠;侯昭飞;金延;;花岗岩单轴受压条件下声发射信号频率特征试验研究[J];岩石力学与工程学报;2012年S1期

4 刘希灵;李夕兵;宫凤强;李地元;;露天开采台阶面下伏空区安全隔离层厚度及声发射监测[J];岩石力学与工程学报;2012年S1期

5 周喻;吴顺川;焦建津;张晓平;;基于BP神经网络的岩土体细观力学参数研究[J];岩土力学;2011年12期

6 宿辉;李长洪;;不同围压条件下花岗岩压缩破坏声发射特征细观数值模拟[J];北京科技大学学报;2011年11期

7 宿辉;党承华;李彦军;;考虑不均质度的岩石声发射数值模拟研究[J];岩土力学;2011年06期

8 张传庆;冯夏庭;周辉;张春生;吴世勇;;深部试验隧洞围岩脆性破坏及数值模拟[J];岩石力学与工程学报;2010年10期

9 吴顺川;周喻;高斌;;卸载岩爆试验及PFC~(3D)数值模拟研究[J];岩石力学与工程学报;2010年S2期

10 李曼;秦四清;马平;孙强;;利用岩石声发射凯塞效应测定岩体地应力[J];工程地质学报;2008年06期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨天鸿,唐春安,李连崇,朱万成;非均匀岩石破裂过程渗透率演化规律研究[J];岩石力学与工程学报;2004年05期

2 唐红侠;关于“非均质岩石破裂过程渗透率演化规律研究”的探讨[J];岩石力学与工程学报;2004年24期

3 张永彬;唐春安;张怀;梁正召;马天辉;杨天鸿;;岩石破裂过程分析系统中的应力并行求解[J];岩石力学与工程学报;2006年03期

4 张永彬;唐春安;梁正召;徐涛;李连崇;;岩石破裂过程分析系统并行计算方法研究[J];岩石力学与工程学报;2006年09期

5 唐春安,徐小荷;灾变理论在岩石破裂过程试验研究中的应用[J];有色金属;1990年04期

6 唐春安，费鸿禄，，徐小荷;系统科学在岩石破裂失稳研究中的应用（一）[J];东北大学学报;1994年01期

7 唐春安，费鸿禄，徐小荷;系统科学在岩石破裂失稳研究中的应用（二）[J];东北大学学报;1994年02期

8 袁果;胡江春;;岩石破裂面的摩擦特性研究[J];矿冶工程;2010年02期

9 黄明利,唐春安,朱万成;岩石破裂过程的数值模拟研究[J];岩石力学与工程学报;2000年04期

10 任岚;赵金洲;胡永全;冉乙钧;;水力压裂时岩石破裂压力数值计算[J];岩石力学与工程学报;2009年S2期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 唐春安;;岩石破裂过程数值模拟方法发展的若干问题[A];世纪之交软岩工程技术现状与展望[C];1999年

2 谢强;钱惠国;蒋爵光;;扫描电镜下岩石破裂过程的连续观察及其破坏机制分析[A];第四届全国工程地质大会论文选集（二）[C];1992年

3 郭子祺;郭自强;;岩石破裂中多裂纹辐射模型[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年

4 刘斌;杨海涛;郭自强;;岩石破裂强度与断面分维[A];1991年中国地球物理学会第七届学术年会论文集[C];1991年

5 唐春安;徐小荷;;岩石破裂过程中的灾变问题[A];第四届全国岩石破碎学术讨论会论文集[C];1989年

6 刘晓红;刘新美;于萍;邓明德;耿乃光;;岩石破裂的声发射前兆与遥感前兆的对比[A];第五届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2001年

7 郑捷;;岩石破裂和地震现象中的分形、自组织和混沌(综述)[A];中国地震学会第四次学术大会论文摘要集[C];1992年

8 周传波;;岩石破裂过程中的电子发射规律浅析[A];面向21世纪的岩石力学与工程：中国岩石力学与工程学会第四次学术大会论文集[C];1996年

9 杨天鸿;于庆磊;唐春安;李连崇;朱万成;梁正召;;岩石破裂过程稳态、瞬态渗流特征模拟分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年

10 王雁晖;郭自强;胡天跃;;岩石破裂电子发射的有限势压缩原子模型[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 本报记者 田丹 实习生 梁彬;岩土世界的探索者[N];沈阳日报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 张永彬;岩石破裂过程分析并行计算方法研究[D];东北大学;2007年

2 潘鹏志;岩石破裂过程及其渗流—应力耦合特性研究的弹塑性细胞自动机模型[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2006年

3 朱星;岩石破裂次声探测技术与信号特征研究[D];成都理工大学;2014年

4 梁正召;三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究[D];东北大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 赵世宇;基于小波包分析的含水岩石破裂前兆研究[D];东北大学;2014年

2 刘建新;岩石破裂声发射实验研究[D];中国地震局地球物理研究所;2002年

3 龙海丽;岩石破裂过程的自电位异常的研究[D];中国地震局地球物理研究所;2003年

4 姚羲和;TBM盘形滚刀线性切割试验中岩石破裂模式研究[D];南京大学;2014年

5 吕海洋;基于RFPA与DDA耦合的岩石破裂过程分析方法研究[D];大连理工大学;2014年

本文编号：880265