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双轴加载条件下岩石破坏声发射特征实验研究

作　者: 李弘煜
导　师: 李元辉
学　校: 东北大学
专　业: 采矿工程
关键词: 岩石试样双轴压缩声发射分布规律前兆信息
分类号: TD325
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 142次
引　用: 2次
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内容摘要

岩石是典型的具有非均匀性的脆性材料,内部富含各种缺陷(微裂纹、孔隙、节理裂隙等),在受载破坏过程中会产生大量的声发射信号。由于声发射信号产生于岩石内部微裂纹的萌生或扩展,因此每个声发射信号都包含了岩石内部结构变化的丰富信息。因此研究和分析这些声发射信号的特征参数对于进一步认识岩石破坏过程中内部裂纹的扩展规律以及岩石失稳过程和高应力状态下深部巷道及采场围岩的稳定性具有重要的现实价值。本文的研究内容主要有以下几个方面:(1)研究声发射信号产生机理及声发射特征参数;(2)通过双轴岩石声发射实验,利用声发射系统监测岩石试样受载过程中的声发射现象对花岗岩破裂的不同阶段(压密阶段、裂纹初始、裂纹扩展以及失稳等)的声发射活动特性进行分析;(3)研究岩石在双轴加载条件下的破坏模式和声发射特征,以此用来捕捉岩石失稳破坏的前兆信息.(4)基于岩石声发射技术,对花岗岩在不同横向压力及破坏阶段的声发射空间分布、声发射率变化特征进行了对比分析。(5)研究岩石在单轴和双轴加载下的破坏模式和强度的差异,为现场监测提供理论依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-21
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 岩石破裂失稳研究现状  11-13
  1.3 国内外声发射研究现状及进展  13-18
    1.3.1 国外声发射研究现状及进展  13-17
    1.3.2 国内声发射研究现状及进展  17-18
  1.4 本文研究内容  18-21
    1.4.1 本文研究的主要内容  18
    1.4.2 研究的目的和意义  18-19
    1.4.3 选题依据及研究方法  19-21
第2章声发射信号及其特征参数  21-35
  2.1 声发射技术的概念  21-23
  2.2 声发射技术的特点  23-24
  2.3 声发射信号的传播特征  24-25
  2.4 声发射参数及分析  25-28
  2.5 声发射源定位原理  28-35
    2.5.1 声发射源定位方法  28-33
    2.5.2 定位结果的误差分析  33-35
第3章双轴加载岩石声发射实验  35-58
  3.1 实验设备  35-37
  3.2 岩石试样的制备  37-38
  3.3 声发射事件定位结果验证  38-39
  3.4 实验过程  39-40
  3.5 实验结果及分析  40-52
    3.5.1 横向压力100kN实验岩样的声发射特征  40-47
    3.5.2 横向压力200kN实验岩样的声发射特征  47-52
  3.6 两种横向压力下岩石声发射实验结果对比分析  52-57
    3.6.1 变形特征  52-53
    3.6.2 声发射特征  53-54
    3.6.3 声发射特征与变形特征的关系  54-55
    3.6.4 岩石声发射时间序列特征  55-57
  3.7 小结  57-58
第4章单轴、双轴对比实验研究  58-66
  4.1 单轴加载实验  58
    4.1.1 实验设备、加载方式及岩石试件  58
  4.2 实验结果与分析  58-62
  4.3 单轴加载实验结果与双轴实验结果对比分析  62-64
    4.3.1 破坏模式比较  62-63
    4.3.2 单轴压缩和双轴压缩的强度比较  63-64
  4.4 小结  64-66
第5章结论及展望  66-68
  5.1 本论文的主要结论  66-67
  5.2 后期工作与展望  67-68
参考文献  68-70
致谢  70

双轴加载条件下岩石破坏声发射特征实验研究

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