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深埋大理岩单轴岩爆试验声发射特征研究

2021-03-22何邹俊周科礼李红利梅甫定

河南科学 2021年2期

杨 琼, 何邹俊, 周科礼, 李红利, 梅甫定

(1.中国地质大学(武汉)工程学院,武汉 430074;2.大冶有色金属有限责任公司铜绿山铜铁矿,湖北黄石 435000)

随着矿山、水利水电、铁路(公路)交通隧道等岩体工程建设向深部发展,岩爆灾害给深部岩体工程建设带来了巨大的挑战,对人员、设备安全造成严重威胁. 岩爆诱因的复杂性造成岩爆灾害具有多因一果的特殊性,也导致学术上尚未对岩爆形成统一的定义[1-3]. 一般认为,岩爆是硬脆完整岩体开挖后急速释放储存于其中弹性变形能的动力破坏现象,是一种典型的脆性失稳破坏,并在宏观上主要表现为从完整的硬脆围岩表面开始到围岩内部,往往由张性破裂向剪切破裂演化[4-6].

声发射(acoustic emission,简称AE)是指材料局部因能量的快速释放而发出瞬态弹性波的现象,是材料内部由于不均匀的应力分布所导致的由不稳定的高能态向稳定的低能态过渡时产生的应力松弛过程[7]. 目前已有许多学者对单轴岩爆展开了研究,20世纪30年代,Obert和Duvall发现岩石材料受到外界载荷作用产生声发射现象,此后越来越多的学者开始将声发射技术运用于岩石类材料的破坏过程研究[8].

宫宇新等[9]在花岗岩单轴压缩试验基础上,建立了声发射特征量的多维度瞬时频率前兆信息优化分析方法. 杨艳霜等[10]通过硬脆性大理岩单轴压缩岩爆试验发现,岩爆的发生具有明显的滞后性特征,破坏过程产生竖向劈裂裂纹数量居多. 李俊平等[11]研究了……

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