不同含水率砂巖聲發(fā)射特性研究與應(yīng)用.pdf

1、地下開(kāi)采的大部分巖體處于一定程度的含水狀態(tài),因此通過(guò)對(duì)不同含水狀態(tài)砂巖的單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn),研究不同含水狀態(tài)巖石的變形特征、力學(xué)性質(zhì)以及聲發(fā)射特性等,為應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測(cè)礦山礦柱等工程安全提供參考和理論指導(dǎo),對(duì)工程實(shí)際有重要意義。
　　主要有以下研究成果:
　　(1)實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行了砂巖試件的自由吸水膨脹試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)砂巖的軸向和橫向上的自由膨脹應(yīng)變與含水率呈良好的線性關(guān)系;兩個(gè)方向上的膨脹應(yīng)變與浸水時(shí)間呈對(duì)數(shù)關(guān)系。
　

2、　(2)對(duì)不同含水狀態(tài)砂巖進(jìn)行了單軸壓縮試驗(yàn),結(jié)果表明:彈性模量、抗壓強(qiáng)度隨著含水率的增加而減小,峰值應(yīng)變隨著含水率的增加而增大;干燥狀態(tài)的砂巖臨近破壞時(shí)表現(xiàn)出一定程度塑性變形,而天然狀態(tài)和飽和含水狀態(tài)砂巖這種現(xiàn)象有所弱化,含水率越大,弱化越明顯,脆性破壞越顯著。
　　(3)對(duì)不同含水狀態(tài)砂巖進(jìn)行了單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn),結(jié)果表明:水分對(duì)巖石聲發(fā)射特性是有顯著影響,試件聲發(fā)射參數(shù)都隨著含水率的增加而減小;干燥試件破壞聲發(fā)射前兆較含水狀

3、態(tài)明顯,天然狀態(tài)與飽和含水狀巖石在破壞前都經(jīng)歷一段平靜期,破壞的前兆時(shí)間短,信息少。
　　(4)聲發(fā)射曲線可以反映巖樣內(nèi)部微裂紋的演化過(guò)程,巖石因外載荷作用而產(chǎn)生的機(jī)械損傷具有單調(diào)增長(zhǎng)性,這種機(jī)械損傷可以通過(guò)巖樣聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)或能量計(jì)數(shù)來(lái)定義,能較好的反映巖石內(nèi)部的損傷演化過(guò)程。
　　(5)利用數(shù)值模擬軟件RFPA2D模擬了不同均質(zhì)度條件下巖石的變形與聲發(fā)射規(guī)律,結(jié)果表明:單軸壓縮條件下均質(zhì)度較低的巖石峰值強(qiáng)度較低;隨著均質(zhì)