凍融循環對花崗巖聲發射特性影響的試驗研究

在高寒地區，凍融對巖石聲發射特征和抗凍性指標有著重要的影響。針對這一問題，利用在寒區采集的花崗巖試件開展凍融試驗和凍融巖石的單軸壓縮聲發射試驗。試驗結果表明：花崗巖試件抗凍系數隨凍融循環次數的增加而逐漸減小;試件的質量損失率隨凍融次數的增加而增大。隨著凍融循環次數的增加，試件端部效應趨于明顯，試件破壞時的聲發射撞擊數顯著增大。聲發射振鈴計數可分為接觸期、平靜期和破壞期3個階段，隨著凍融循環次數的增加，接觸期持續時間延長且振鈴計數明顯增加：平靜期振鈴計數密度變大，有較多突變點;破壞期振鈴計數較大且持續時間較長。隨著凍融循環次數的增加，聲發射信號峰頻點由分散凌亂向優勢頻段集中，巖石試件臨近破壞時，聲發射信號峰頻優勢頻段逐漸向中高頻段集中，低頻段聲發射信號不斷減少：不同凍融循環作用次數對應的聲發射能量概率密度都能較好地滿足冪定律分布：表征尺度不變性的臨界指數隨凍融循環次數的不斷增加，呈現出先減小后緩慢增大的趨勢。試驗結果對在寒區應用聲發射技術鑒別和預報巖體的穩定性以及研究巖石凍融損傷機制有重要意義。