干燥及飽和巖石循環加卸載過程中聲發射特征試驗研究

夏 冬,楊天鴻,王培濤,張鵬海,趙永川

(1.東北大學深部金屬礦山安全開采教育部重點實驗室,遼寧沈陽 110819;2.東北大學資源與土木工程學院,遼寧沈陽 110819)

干燥及飽和巖石循環加卸載過程中聲發射特征試驗研究

夏 冬1,2,楊天鴻1,2,王培濤1,2,張鵬海1,2,趙永川1,2

(1.東北大學深部金屬礦山安全開采教育部重點實驗室,遼寧沈陽 110819;2.東北大學資源與土木工程學院,遼寧沈陽 110819)

利用YAG-3000微機控制巖石剛性試驗機和PCI-Ⅱ聲發射監測系統,對中關鐵礦深部閃長巖分別進行干燥、飽和2種條件下循環加卸載過程的聲發射試驗,以探討這2種含水條件下巖石的力學特性、聲發射特征、加卸載響應比的變化情況。結果表明:水對巖石的力學特性和聲發射特征具有不同程度的影響。巖樣從干燥狀態到飽和狀態,其抗壓強度降低了6.96%;整個加卸載過程中,飽和巖樣的聲發射能量累積數為干燥巖樣的17.94%,且試件發生宏觀破壞之前,飽和巖樣的聲發射能量累積數為干燥巖樣的4.6%;干燥巖樣的加卸載響應比的最大值出現在峰值強度前的很短時間內,而飽和巖樣的最大值出現在裂紋的非穩定擴展階段。

循環加卸載;不同含水狀態;聲發射;加卸載響應比;破壞前兆

巖石聲發射是巖石在受力過程中其內部原生裂紋和缺陷的擴展以及新的微破裂的孕育、萌生、演化、擴展和斷裂過程所釋放的彈性波。聲發射作為一種研究巖石受載變形、損傷、破壞演化規律的有效技術,已廣泛應用于實際巖體工程。……