张艳博 陈宾宾 景广辉

(1.河北联合大学矿业工程学院;2.河北省矿业开发与安全技术重点实验室)

随着经济的快速发展，我国在公路、铁路、城市市政工程等基础设施方面加大了投入，隧道与地下工程也得到了前所未有的发展。在隧道建设过程中，透水问题也日益严重，尤其是近几年，隧道透水事故频繁发生，给人民生命财产造成重大损失，严重影响和制约着工程建设的发展［1-3］。本研究为探索花岗岩在破裂与渗水过程中的声发射及红外辐射特征，对花岗岩试样进行了有水压条件下的单轴加载实验，重点研究花岗岩破裂与渗水时的红外辐射及声发射异常前兆信息，为隧道透水预警的遥感监测奠定实验基础。

1 研究方案

1.1 实验设备

声发射设备为美国声学物理公司生产的PCI－2型声发射系统，其中心频率为50 kHz，采集速率为1 MHz，增益40 dB，带宽10 ～2 000 kHz。采用美国Therma CAM SC3000高性能量子阱红外热像仪采集红外数据，波长范围7.5～13μm，测温范围 －40～+500℃，其温度灵敏度为0.02℃，图像分辨率为640×480像素。压力机采用WAW－2000微机控制电液伺服万能试验机。水压由具有自动补压功能的3D－SY型电动试压泵控制，

1.2 试样制备

花岗岩试样取自邯郸某铁矿，经切割、打磨，花岗岩被制成110 mm的立方体试件。先用专用钻孔机在某个表面的中心钻 32 m的圆孔，圆孔留下约30 mm厚度不钻透，然后在与其相对的表面中心钻同样直径的圆孔，作为观测孔，该孔的深度为20 mm左右。在受载的2个端面进行精细打磨，保证试件两端面平整，并且不平行度控制在0.1 mm以内，避免在加载过程中，因受到偏压形成局部应力集中而产生不正常声发射信号与红外辐射特征影响实验结果。……