巖石聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)及其測試系統(tǒng)的研究.pdf

1、聲發(fā)射（AE）就是材料在外載荷或內(nèi)力作用下以彈性波的形式釋放應(yīng)變能的現(xiàn)象。1950年，Joseph Kaiser測試聲發(fā)射在木頭、金屬和砂石中的反應(yīng)時，首次發(fā)現(xiàn)了所謂的聲發(fā)射不可逆現(xiàn)象-Kaiser效應(yīng)。1963年進行了首次砂石的Kaiser效應(yīng)研究。目前，經(jīng)過50多年進一步的研究和發(fā)展，Kaiser效應(yīng)已經(jīng)應(yīng)用于實際當中。簡單地說，Kaiser效應(yīng)能夠作為描述金屬和巖石應(yīng)力的指標。聲發(fā)射是一種應(yīng)力波發(fā)射，大多數(shù)材料變形和斷裂時有聲發(fā)射

2、發(fā)生，人耳不能直接聽見，需要借助靈敏的電子儀器，即聲發(fā)射監(jiān)測儀。聲發(fā)射監(jiān)測儀用于巖體監(jiān)測方面，可以預(yù)報多種災(zāi)害，避免人員傷亡和設(shè)備損壞。我國于70年代開始研究和應(yīng)用聲發(fā)射，希望利用聲發(fā)射預(yù)報和測量裂紋擴展的開裂點。從研究范圍看，已從最初的僅限于壓力容器、金屬疲勞和斷裂力學(xué)應(yīng)用等，發(fā)展到目前的金屬材料、復(fù)合材料、巖石、工業(yè)制造過程監(jiān)測及磁聲發(fā)射等領(lǐng)域。尤其是伴隨著聲發(fā)射監(jiān)測儀器的研制、生產(chǎn)，從初始的單通道聲發(fā)射監(jiān)測儀到多通道聲發(fā)射監(jiān)測儀器

3、，大量的儀器用于室內(nèi)試驗和現(xiàn)場監(jiān)測，聲發(fā)射的Kaiser效應(yīng)在巖土工程領(lǐng)域中的研究和應(yīng)用也是取得了很大的進展。這些成果已用在我國油田生產(chǎn)和開發(fā)上，取得了明顯的經(jīng)濟效益。 本文在參閱大量文獻資料和前人研究的基礎(chǔ)上，評述了聲發(fā)射技術(shù)在國內(nèi)國外的發(fā)展狀況，并且設(shè)計了聲發(fā)射測試系統(tǒng)，對其軟硬件部分進行詳細闡述，在此測試系統(tǒng)平臺上對取自陜西韓城礦區(qū)的部分巖石進行受力破壞過程的聲發(fā)射特征室內(nèi)試驗和聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)試驗研究，通過試驗揭示