基于矩張量理論的巖石破裂聲發(fā)射震源機制分析.pdf

1、巖石是典型的具有非均勻性的脆性材料，內部富含各種缺陷（微裂紋、孔隙、節(jié)理裂隙等）。巖體變形破壞過程的實質是巖石中裂紋的萌生、擴展、相互作用和貫通的過程。開展巖石聲發(fā)射試驗研究，觀測巖石內部微裂紋時空演化規(guī)律，對于巖石失穩(wěn)破壞機制的研究、礦山地壓災害的預測預報具有十分重要的意義。對于巖石破壞機制的研究，僅僅知道微裂紋的時空分布特征是遠遠不夠的，如果從本質上研究裂紋的演化機制，還需要知道裂紋的產(chǎn)生類型和滑移方向及其時空演化規(guī)律，這樣才能更深

2、層次的了解微裂紋之間的相互作用和擴展、貫通機制，而矩張量理論可以為這方面的研究提供一種有效的手段。論文主要針對以上提出的問題展開，研究內容如下:
　　(1)采用自回歸模型理論和AIC判據(jù)實現(xiàn)了聲發(fā)射信號到時的提取，合理布置傳感器陣列以滿足聲發(fā)射定位精度的要求;基于CAD二次開發(fā)實現(xiàn)了聲發(fā)射事件定位、震源參數(shù)的直觀顯示。
　　(2)總結震源機制的研究方法，著重研究了既能得到巖石破裂宏觀破裂類型結果，又能夠得到巖石破裂面法線及運

3、動方向的矩張量方法?；趶椥圆▌永碚摵途貜埩坷碚摚ㄟ^聲發(fā)射信號P波初動振幅的拾取，對聲發(fā)射定位事件的震源機制進行研究，進而得到巖石內部微裂紋的破裂方向、大小、滑移方向等參數(shù)，同時給出了基于聲發(fā)射數(shù)據(jù)的矩張量求解流程，并采用Matlab軟件編寫了相關數(shù)據(jù)分析程序。
　　(3)開展了三點彎曲和“Z”型剪切實驗，通過對比分析微裂紋的破裂類型結果與試樣的最終破壞形式，驗證了自行編寫的矩張量分析程序對巖石裂紋產(chǎn)生、擴展機制研究的可靠性。<