单轴受压岩石破坏全过程声发射特征研究

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1、第23卷第15期岩石力学与工程学报23(15)：2499～25032004年8月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringAug.，2004*单轴受压岩石破坏全过程声发射特征研究1，2212李庶林尹贤刚王泳嘉唐海燕12(东北大学资源与土木工程学院沈阳110004)(长沙矿山研究院岩体力学研究所长沙410012)摘要在刚性试验机上，对单轴受压岩石破坏全过程进行声发射试验，得到了岩石破坏全过程力学特征和声发射特征，包括岩石应力-应变曲线、声发射事件数等，研究了声发射事件数(AE数)、事件率与应力、时间之间

2、的关系。研究表明：岩石在一次性加载过程中，不是所有的岩石都具有典型的Kaiser效应的声发射特征点；在弹性阶段的初期和后期，随着应力水平的增加岩石声发射显著增加，特别在弹塑性高应力阶段，岩石声发射增长迅速；岩样在试验接近峰值强度时单位时间内的应力增长速度减小，声发射事件率出现明显下降，即出现相对平静阶段；声发射事件率在不同应力水平变化很大，峰值强度后的声发射现象仍然明显，其声发射特征随岩样破坏形式的不同而不同。关键词岩石力学，岩石破坏，声发射，时间，监测和预报分类号TU45文献标识码A文章编号1000-6915(2004)15-2499-05S

3、TUDIESONACOUSTICEMISSIONCHARACTERISTICSOFUNIAXIALCOMPRESSIVEROCKFAILURE1，2212LiShulin，YinXiangang，WangYongjia，FangHaiyan1(SchoolofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110004China)2(DivisionofRockMechanics，ChangshaInstituteofMiningResearch，Changsha41001

4、2China)AbstractExperimentsonacousticemission(AE)characteristicsoffull-regimerockfailurearecarriedoutonstiffnesstestmachine(MTS).Themechanicalpropertiesofrocksandacousticemissioncharacteristics，includingfull-regimecurves，AEcountsandAErate，areobtained.TherelationsamongAEcounts

5、，AErate，stresslevels，andtimeareanalyzedindetail.TheresultsshowthattheKaisereffectdoesnotoccurforeveryrocksamplessubjectedtosimpleloading.Duringtheinitialandlatestagesofelasticdomains，AEcountsincreaserapidlywiththeincreaseofstresslevel.Butwhenthecurveisneartothepeak，AEcountso

6、bviouslydrop，whichmeansthatthereisarelativelytranquilperiod.TheAErateschangedramaticallyindifferentstages.Inpost-peakregion，AEeventsstayevidentandtheAEcharacteristicsdependonthefailuretypeofrocks.Keywordsrockmechanics，rockfailure，acousticemission(AE)，time，monitoringandpredic

7、tion现象。这个现象早在20世纪30年代就由美国矿山1前言局的Obert所发现，并把声发射技术应用到矿山矿[1]柱岩体稳定性和岩爆的监测预报中。自那时以来，岩石受力破坏的过程是其内部微破裂萌生、扩声发射技术在国外岩土工程和矿山岩体稳定性监测[2]展和断裂的过程，在这个过程中岩石会产生声发射方面得到推广应用。我国金属矿山自70年代开始2003年3月7日收到初稿，2003年4月24日收到修改稿。*国家“十五”科技攻关项目(2001BA609A-09-02)资助课题。作者李庶林简介：男，39岁，博士后，2000年于东北大学工程力学专业获博士学位，现

8、任教授级高工，主要从事岩石力学、地压监测和地质灾害等方面的教学与研究工作。E-mail：shulin.li@163.com。•2500•岩石力学与工程