岩石的巴西劈裂破坏及声发射特征试验研究

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1、全日制硕士学位论文岩石的巴西劈裂破坏及声发射特征试验研究申请人姓名：司凯指导教师：郭保华副教授学位类别：工学硕士专业名称：矿业工程研究方向：矿山岩体力学河南理工大学能源科学与工程学院二〇一七年五月中图分类号：TD313密级：公开UDC：622单位代码：10460岩石的巴西劈裂破坏及声发射特征试验研究ExperimentalstudyontheBrazilsplittingandacousticemissioncharacteristicsofrock申请人姓名司凯申请学位工学硕士学科专业矿业工程研究方向矿山岩体力学导师郭保华职称副教授提交日期2017-3答辩日期2017-

2、5河南理工大学致谢硕士研究生阶段的生活马上就要结束了，感谢河南理工大学给我提供了这么美好的学习环境，感谢我的导师郭保华老师，在这三年中，郭老师不仅在学业中给予了我很大的帮助，在做人态度上也给我树立了良好的榜样，郭老师对科研事业认真的态度，对学问不懈的追求始终影响着我。感谢我的同门董航宇硕士、李一哲硕士，在我不在学校这段时间内帮助我解决了许多校内的问题。感谢中科院地质与地球物理研究所的崔振东副研究员，崔老师对学术事业始终充满着浓厚的兴趣，在地质所的两年里，崔老师教会了我试验设计的思想，科研的态度以及为人处世的许多道理，感谢所里边的唐铁吾博士、石晓闪博士、以及我的师兄彭增林硕

3、士、师弟韩伟歌硕士、王博楠硕士、张建勇硕士、于慧硕士，因为他们的陪伴，生活才会充满乐趣。感谢我的家人，我的朋友，他们的支持是我前进的动力。祝愿在我硕士阶段为我提供学习场所的河南理工大学和中国科学院地质与地球物理研究所越办越好，各位老师科研事业越做越好，家庭幸福，生活愉快！司凯2017年5月于河南理工大学I摘要出于对地下岩体、道路桥梁、边坡等工程结构的稳定性监测的需要，有必要对声发射技术进行进一步的研究。相比于其他一些方法，声发射技术具有无损监测的特点，并且能够适时、连续性地监测工程结构的稳定性，因此得到了广泛的应用。本文选用鄂尔多斯盆地含油储层致密砂岩样品，通过开展室内岩

4、石声发射试验和数值模拟试验，将声发射事件数，声发射能量大小作为主要的声发射特征参数，分析了岩石试样在不同加载阶段的声发射参数特征和声发射事件时空序列特征。同时，比较了钻孔、均质度、加载速率等因素对岩石裂纹扩展过程、声发射参数特征和声发射定位特征的影响。通过室内声发射试验和数值模拟试验可知，岩石试样破裂过程中的声发射参数呈现出明显的阶段性特征，声发射数和声发射能量主要集中在峰值阶段。钻孔周围因应力集中产生的声发射事件具有较大的能量。均质度越高，形成的宏观裂纹线性度越好，并且高均质度的岩石试样更容易产生声发射事件的“空白区”。高速加载条件下，在加载的中间阶段即有大量的声发射能

5、量释放。此外，岩石试样破裂过程主要有两种性质不同的声发射事件产生，即初始加载阶段由于摩擦挤压所产生的声发射事件和由于岩石内部单元体破裂所产生的声发射事件，后者能量相较于前者向高频转移。关键词：声发射；岩石力学；室内试验；数值模拟；波形分析IIIAbstractTomonitorstabilityoftheundergroundrockengineering,roadandbridge,slopeefficiently,itisnecessarytomakeafurtherstudyontheacousticemissiontechnique.Comparedwithsom

6、eothermethods,acousticemissiontechnologyhasthecharacteristicsoftimelyandcontinuouslymonitoringthestabilityofengineeringstructure,soithasbeenwidelyused.ThesamplesusinginthispapercamefromErdosbasin.Throughlaboratorytestsandnumericalsimulation,thecharacteristicsofacousticemissionparametersan

7、dacousticemissionlocationcharacteristicsindifferentloadingstageswereanalyzed,inwhichthenumberofacousticemissioneventsandacousticemissionenergywereusedasthemaincharacteristicparametersofacousticemission,Atthesametime,theinfluenceofthedrill,homogeneousdegreeandloading