单轴压缩条件下水泥砂浆块声发射实验研究.pdf

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1、ISSN1671—2900采矿技术第15卷第1期2015年1月CN43—1347／TDMiningTechnology，Vo1．15，No．1Jan．2015单轴压缩条件下水泥砂浆块声发射实验研究黄玉恩，王宏宇，陈志，(1．广西桂华成有限责任公司，广西贺州市542611；2．湖南省国土资源规划院，湖南长沙410007：3．湖南省地质科学研究院，湖南长沙410007)摘要：利用RMT一150岩石力学试验系统和AEwin—USB型声发射系统做了水泥砂浆块在单轴压缩条件下声发射特征实验。实验研究结果表明：声发射信号与水泥砂浆块

2、内部损伤破坏情况有密切关系。对应全应力一应变曲线中4个阶段声发射特征各不相同，伴随着试样初始压密、弹性变形、屈服破坏和峰后破坏4个阶段，声发射活动少量发生、平稳增长、急剧增加、趋于稳定，因此可用声发射活动来表征岩石的微观损伤演化及预测其宏观破裂失稳过程关键词：岩石力学；声发射；单轴压缩；水泥砂浆块均匀进行插捣，插捣后用橡皮锤轻轻敲击试块四周，0引言直至捣棒留下的空洞消失为止。将制作好的试块放岩石在受到外部载荷作用时其内部局域源快速在20+_5℃环境中养护一昼夜，对试件进行拆模。拆释放能量产生瞬态弹性波的现象称为声发射模后

3、保持试件表面湿润的状态下继续养护28d。试(AE)1-2]，声发射是一种常见的物理现象。美国工块养护完成后进行室内钻芯、切割、打磨等加工成单程师ObertDuvall在上世纪30年代末即发现了岩石轴压缩加载条件标准试件，试件高100mm，直径50受压存在声发射活动。岩石破碎过程中声发射信号mm。端面和圆周面进行仔细研磨，达到端面平整度具有易于传播和接收等优点．因此可利用其对各种小于0．02mm：圆周面与端面垂直度小于0．001弧岩土工程中岩体进行长期监测和动态测试。随着声度．周面光滑．且同轴度小于0．3mm。发射设备的不

4、断改进和发展．声发射技术已广泛应2声发射实验方法用于矿山地压研究中3。目前。对于岩石声发射特征的研究，国内外学者已获得了大量成果_5。但岩本实验中，岩石均发生一次性破坏，实验装置原理如图1所示。实验时将岩石力学实验系统调试好石(体)受地质环境的影响。其力学特性各有差异，后。将声发射探头固定在试件上，为保证探头与试件为了避免试件的不均匀性对实验过程中声发射活动有良好接触．使其有效地接收试件内部裂纹产生以监测的影响，本实验采用自制水泥砂浆块来代替现及扩展时发出的声发射信号，在发射探头均匀涂抹场采集的岩石本文利用RMT一150

5、岩石力学试验系统和美国一层耦合剂(甘油)，涂抹好耦合剂后将声发射探头用胶带固定在试件侧面，为了减少端面影响，本实验物理声学公司的AEwin—USB型声发射动态测试系将探头布置在试样侧面中部位置，如图2所示。在统，对自制的水泥砂浆块做了单轴压缩实验，研究了实验开始前采用断铅方法来测试探头与试件耦合质试样在加载过程中的声发射活动规律。量，确保探头与试件耦合质量符合实验要求后即可1试件的制作开始实验。实验采用轴向位移加载方式加载，加载速度保持在0．005mm／s，设置声发射采样率为5水泥选用425#硅酸盐水泥．砂子选用粒径为M

6、Hz，门槛值为40dB。实验时保持加载系统和声发O．35～0．5mm的河砂(中砂)。配合比为水泥：砂射检测系统同步进行。：水=1：3：0．5．模具尺寸为250mm~250mm~1203实验结果分析mm。制作时先将水泥、砂子和水倒人搅拌机充分搅拌后注入试模．并用捣棒按螺旋方向从边缘向中心试件单轴压缩结果见表1，实验得到试件破坏