紅砂巖特征強度點聲發(fā)射特性研究.pdf

1、在深部高應(yīng)力條件下，巖體主要以脆性破壞為主，巖石的脆性破壞與巖石內(nèi)部裂紋演變息息相關(guān)，而起裂強度和損傷強是裂紋演化過程中兩個非常重要的分界點。本文以紅砂巖作為特征強度的研究對象，通過單軸加載聲發(fā)射實驗對紅砂巖的特征強度進行研究，探討和對比三種確定特征強度的方法，并分析了聲發(fā)射事件數(shù)、振鈴計數(shù)和能量在特征點處的特征，同時，基于聚類分析法對破壞前的聲發(fā)射信號峰值頻率進行分析，并分析了破壞前聲發(fā)射ΣN/ΣE和破壞特征。本文研究的主要結(jié)論如下：

2、
　?。?）紅砂巖的起裂強度約為峰值強度的0.24~0.47倍，損傷強度約為峰值強度的0.7~0.87倍；
　　（2）在聲發(fā)射參數(shù)取值法中，通過振鈴計數(shù)第一次突增估判起裂強度點更為簡單可靠，而估判損傷強度點時應(yīng)優(yōu)先考慮能量分析；根據(jù)聲發(fā)射特征將巖石分為兩類：第一類巖石為損傷點后聲發(fā)射出現(xiàn)平靜期，第二類巖石為損傷點后聲發(fā)射持續(xù)；
　?。?）峰值頻率隨荷載的增加數(shù)量逐漸增多，分布范圍變得更寬，在加載初期主要集中在120KH

3、z和280KHz左右，在臨近破壞時，峰值頻率集中帶范圍變廣，同時伴隨著較多高于400KHz的峰值頻率出現(xiàn)；
　　（4）當應(yīng)力低于起裂強度時，低頻率數(shù)量與總頻率數(shù)的比波動性大，總體上呈減小的趨勢，但兩類頻率數(shù)量均增加，應(yīng)力超過起裂強度后，該比值保持平穩(wěn)直至應(yīng)力達到峰值強度的90％，之后高頻所占的比例增加；
　?。?）在起裂點處，一類頻率與總頻率數(shù)比值與時間曲線出現(xiàn)了拐點，即減小趨勢向平穩(wěn)趨勢過度的拐點，損傷點處的該比值則處于平

4、穩(wěn)趨勢；通過聲發(fā)射峰值頻率很難判斷出巖石的損傷強度；
　?。?）紅砂巖破壞前的r值（ΣN/ΣE）曲線呈現(xiàn)“階梯”狀，臨近破壞時，r值在整個過程中最小，因此，可通過r值的來預(yù)判巖石的破壞；
　?。?）r值在起裂點及損傷點處的變化差異性大，并無規(guī)律性可言，因此，通過r值的變化估判巖石的起裂強度點和損傷強度點是不可行的；
　?。?）紅砂巖的破壞模式主要以X共軛斜面剪切破壞為主，對試驗前后的紅砂巖進行顯微鏡掃面試驗，破壞后巖石