柱狀節(jié)理玄武巖破壞全過程聲發(fā)射監(jiān)測研究.pdf

1、本文以白鶴灘水電站導(dǎo)流洞柱狀節(jié)理玄武巖發(fā)育段為工程背景進行研究，對干燥和飽和柱狀節(jié)理玄武巖進行了物理力學(xué)參數(shù)測定，并開展了單軸壓縮和劈裂聲發(fā)射實驗研究，監(jiān)測了破壞全過程聲發(fā)射特性。同時，對3＃導(dǎo)流洞柱狀節(jié)理發(fā)育段進行了聲發(fā)射監(jiān)測，通過聲發(fā)射事件并結(jié)合現(xiàn)場實際分析，得到的結(jié)論為施工提供指導(dǎo)。
　　利用巖樣超聲波速測試系統(tǒng)對干燥和飽和巖樣進行了測定，得到了p波和s波波速和巖樣的力學(xué)參數(shù)，包括彈性模量、泊松比及剪切模量，利用p波波速修正

2、了現(xiàn)場聲發(fā)射事件定位點。對比分析干燥和飽和巖樣力學(xué)參數(shù)、單軸抗壓強度和抗拉強度，說明水對柱狀節(jié)理玄武巖有一定的弱化作用，其力學(xué)性能有所降低。
　　從室內(nèi)單軸壓縮和劈裂實驗可知，在單軸壓縮干燥巖樣加載初期產(chǎn)生大量聲發(fā)射撞擊，并隨著加載穩(wěn)步增長，破壞前期出現(xiàn)明顯空白期，可以作為失穩(wěn)的先兆。單軸壓縮下飽和巖樣加載初期聲發(fā)射撞擊率較低，隨著載荷逐漸增大，聲發(fā)射活動呈現(xiàn)減弱-突然活躍-穩(wěn)定-瞬間減弱-突然活躍，直至破壞聲發(fā)射撞擊率下降。在劈

3、裂實驗下，飽和柱狀節(jié)理玄武巖和干燥柱狀節(jié)理玄武巖在加載初期就產(chǎn)生大量聲發(fā)射撞擊，直至破壞階段撞擊率突然增大。因此，聲發(fā)射撞擊率在巖樣破壞前急劇增長，成為巖石破壞的前兆信息。單軸壓縮和劈裂破壞過程聲發(fā)射監(jiān)測研究發(fā)現(xiàn)，加載至破壞前期過程中，聲發(fā)射能量極低，甚至可忽略不計，破壞時出現(xiàn)高能量集中現(xiàn)象。因此，從能量角度判斷穩(wěn)定性要比從聲發(fā)射活動預(yù)測可信度更高。通過觀測抗拉實驗拉破面和單軸壓縮實驗破壞斷面，發(fā)現(xiàn)柱狀節(jié)理玄武巖內(nèi)部多層理、多裂隙的情況