巖石力學特性與其聲發(fā)射分形維關(guān)系研究.pdf

1、聲發(fā)射技術(shù)是研究巖石力學性質(zhì)的一種聲學方法。通過對巖石的聲發(fā)射信號的分析和研究，可推斷巖石內(nèi)部性質(zhì)變化，反演巖石的破壞機制。分析探討有巖爆傾向的巖石在受外荷載作用過程中的聲發(fā)射規(guī)律有助于了解巖爆傾向巖石的動態(tài)失穩(wěn)過程和特征。
　　 為了系統(tǒng)研究巖石在受外荷載作用下的聲發(fā)射活動規(guī)律，選取了大理巖、花崗巖和砂巖三種典型巖石進行了單軸抗壓實驗，并同步收集聲發(fā)射信號，獲得應力-應變?nèi)^程曲線和聲發(fā)射特征曲線，對巖石破裂過程中聲發(fā)射事件進

2、行分形維計算，綜合對比分析這三種巖石的聲發(fā)射曲線特征，探尋巖石微裂紋演化過程的特點，并研究巖石的彈性模量、巖爆傾向性與其聲發(fā)射特征之間的關(guān)系。
　　 本文對大理巖、花崗巖和砂巖三種巖石的力學特性進行研究，通過分形方法對巖石受壓時的聲發(fā)射信號進行研究。主要做了如下工作：
　　 (1)針對所取大理巖、花崗巖和砂巖巖樣，制備了圓形試件進行單軸壓縮試驗；計算了在單軸壓縮兩種加載方式條件下三種巖石沖擊能指標、彈性應變能指標、單軸抗

3、壓強度、彈性模量和動態(tài)破壞時間等多種判斷巖爆傾向性的指標，分析了大理巖、花崗巖和砂巖的巖爆傾向性。得出巖爆傾向性：花崗巖>大理巖>砂巖，對于同一產(chǎn)地的同種巖石均體現(xiàn)出在一固定應變值的很小范圍內(nèi)達到峰值應力；
　　 (2)在試驗同步進行聲發(fā)射信號的收集；對三種巖石在兩種壓縮條件下的聲發(fā)射事件計數(shù)進行分析，并結(jié)合巖爆傾向性進行對比分析。
　　 (3)根據(jù)理論分析表明通過彈性模量E與聲發(fā)射b值的關(guān)系，及b值與分形維數(shù)D的關(guān)系可