分級循環(huán)加卸載砂巖蠕變聲發(fā)射特性研究.pdf

1、巖石聲發(fā)射是巖體破壞失穩(wěn)監(jiān)測的重要方法之一,目前,對巖石在不同荷載條件下破壞失穩(wěn)的聲發(fā)射特性方面進行了大量的研究。工程巖體的破壞與時間因素密切相關(guān),巖石蠕變是引起巖體破壞失穩(wěn)的重要原因,建立巖石蠕變與聲發(fā)射特性的關(guān)系具有重要的理論和應(yīng)用價值。本文通過理論和試驗研究得到了如下主要結(jié)論:
　　(1)建立了巖石蠕變損傷的聲發(fā)射理論模型,該模型揭示了蠕變破壞與穩(wěn)定蠕變的聲發(fā)射特性。蠕變聲發(fā)射具有與變形對應(yīng)的衰減、平穩(wěn)、加速三個階段,聲發(fā)射

2、百分比分別呈衰減、波動、急增的特點,隨著均質(zhì)度的增加聲發(fā)射將集中于巖石破裂的加速蠕變階段。
　　(2)通過分級循環(huán)加卸載砂巖蠕變聲發(fā)射試驗,研究了各循環(huán)巖石變形特征和彈性模量變化,采用粒子群優(yōu)化算法進行了蠕變模型參數(shù)識別研究,獲得了巖石黏彈性參數(shù),在此基礎(chǔ)上探討了巖石蠕變損傷。巖石變形差異主要體現(xiàn)在蠕變階段,經(jīng)蠕變和卸載巖石剛度得到提高,蠕變模型中彈性參數(shù)、黏彈性模量和黏彈性系數(shù)取決于瞬時變形、減速蠕變階段變形和進入穩(wěn)定蠕變階段的

3、時間。
　　(3)通過對聲發(fā)射參數(shù)變化率及累計參數(shù)的分析,得到了加載、蠕變和卸載階段的聲發(fā)射變化規(guī)律,研究了不同應(yīng)力水平蠕變聲發(fā)射特征,揭示了巖石蠕變損傷機理。結(jié)果表明,蠕變階段相對于加卸載階段、高應(yīng)力水平相對于低應(yīng)力水平聲發(fā)射具有頻度低、強度高的特點。
　　(4)基于快速傅里葉變換的方法,研究了不同應(yīng)力水平蠕變聲發(fā)射頻率特征。各循環(huán)均出現(xiàn)次主頻現(xiàn)象,頻帶隨應(yīng)力水平提高而變寬。
　　(5)研究了蠕變聲發(fā)射時間序列的分形