声发射技术在岩土工程中的应用

通过声发射技术的发展以及用于采场稳定性监测、边坡稳定性监测、量测地应力的几个例子，说明声发射技术在岩土工程中的应用及其优越性和发展前景，指出在岩石声发射机理、波形识别技术、试验标准的制定、凯塞效应的机理等还有待进一步研究。     

岩石声发射凯赛尔效应地应力测试在唐口矿的应用

岩石声发射凯塞尔效应地应力测试方法(AE法)具有简单、经济、便于大量测试等优势。唐口煤矿采用能量法确定岩石声发射凯塞尔效应特征点,对-1000m水平西翼大巷进行地应力测试,结果与目前广泛应用的现场地应力解除测试法相比差别不大,说明采用岩石声发射凯塞尔效应地应力测试方法进行地应力测量可以取得较好的结果。     

深部环境下岩石声发射地应力测试及其应用

为了研究深部条件下不同埋藏深度对地应力分布规律的影响, 通过地表重定向技术及一种自主研发的二次取芯技术, 取得了地表以下1 050 m、1 150 m、1 250 m、1 350 m和1 450 m共5个不同深度的岩石声发射试件, 利用岩石声发射Kaiser效应原理, 测得不同水平标高地应力, 经理论计算得出相应的主应力。结果表明, 随着埋藏深度增加, 地应力呈较明显的线性变化。实测巷道应力与理论计算应力分布情况相似。其结果对于该矿区的采矿工程布置具有指导意义。     

用岩石声发射凯塞效应量测地应力研究

凯塞效应在实际工程中的应用越来越受到重视,通过介绍利用岩石声发射技术进行地应力测试的基本原理和实验方法,指出该方法具有比一般应力解除法进行现场地应力量测所特有的经济、简便、有效的优点,并且还介绍了利用该方法对厂坝铅锌矿地应力进行测试的实例,最后指明对凯塞效应有影响的一些因素以及有待进一步研究的方向.     

钻孔岩芯声发射法在张北能源储气库地应力测量中的应用

使用新型定向岩芯声发射方法,对河北张北综合能源项目储气库建造工程区域进行地应力测量,结果表明,3个钻孔对应的90 m埋深处的地应力以水平构造应力为主,3个钻孔的最大主应力方向基本一致,均为近南北方向。使用圆周波速各向异性分析法进行验证,结果显示,圆周波速各向异性分析法得到的最大主应力方向与钻孔岩芯声发射法得到的结果吻合,进一步验证了钻孔岩芯声发射法测量结果的正确性。     

深井软岩巷道声发射地应力测试及变形失稳机理

为了获得深井软岩巷道的地应力大小和变形规律及其失稳机理,选取千米深井同一水平的2个硐室,进行声发射地应力测试,获得各自相应的地应力大小和方向,发现垂直应力分布差别不大,而水平应力分布差别较大。基于地应力理论计算公式,利用VB6.0编写相应的计算程序,获得相应区域的主应力场的大小和方向,结合现场提供的钻孔柱状图,利用ANSYS建立模型,导入FLAC3D进行数值分析,获得相应的主应力场作用下的硐室围岩变形失稳规律,即岩性较为软弱区域的剪应力集中程度明显、分布范围较广,且围岩破坏越严重。最后发现实测数据与数值模拟结果较为吻合,即破坏严重部位的围岩收敛速度也较大,从而在一定程度上揭示了深部软岩巷道的变形破坏规律,也说明了围岩岩性、剪应力集中程度和范围对整个巷道稳定性起着至关重要作用。     

地应力状态声发射粗估法工程实测检验

本文在简要介绍了抹录不净现象和声发射只测地应力最大主应力值的方法之后，给出了工程实测结果的三种类型的例子：与现场套芯法地应力实测结果一致的；不一致的；未加载到估计应力值岩石已破的，对它们分别进行了分析并给出数据处理方法。     

基于声发射法的地应力研究

为了研究某矿山深部地质条件下的地应力分布规律,分别在950 m、1050 m、1150m水平取样进行岩石试件声发射试验,利用声发射Kaiser效应原理,测量了不同埋深的地应力,经计算得到测点的主应力。结果表明：最大主应力,最小主应力,垂直应力均随着埋深呈线性增长,测量及计算结果均符合地应力分布规律。该研究可为矿山深部安全开采提供指导。     

引入外参数的声发射系统在地应力测量中的应用

为解决AE法测量地应力时存在的测试精度低、可靠性差、Kaiser效应点不易判别的问题,采用先进的MTS 815材料试验机作为加载设备、PCI-2声发射仪作为声发射信号采集设备,并通过外参数引入技术改造,实现了加载设备和声发射仪二者数据采集的实时同步化,解决了声发射信号特征点与应力值间准确对应关系问题,提高了测试的准确性和精度。在此基础上,分析研究了分级多次循环加载方式下岩石试件声发射信号激发特征与规律,找到了准确获取地应力特征点的方法和波形处理技术,大大提高了测试的可靠性。利用该系统对甘肃白银集团小厂坝铅锌矿深部矿区进行了3个中段15个测点的地应力测试,获得了该矿区原岩应力场分布及变化规律,可为后续安全生产设计提供可靠基础数据。     

声发射凯塞尔效应岩体地应力测试的研究

根据岩石力学试验结果的统计规律要求和岩体地应力椭球的概念，提出了多方向取样及地应力椭球回归分析的声发射凯塞尔效应地应力测试方法；此方法能避免试验误差的较大影响，保证了测试结果的可靠性     

加载速率影响下的岩石尺寸效应及声发射特征

为研究岩石在不同加载速率条件下岩样尺寸对峰值强度、声发射时空特征等力学性质的影响,采用数值模拟和数据拟合相结合的分析方法,对5组不同高径比试件进行了不同加载速率条件下的单轴压缩模拟试验。结果表明:岩石峰值强度与加载速率呈正相关,与岩样高径比呈负相关,两者关系均可用关系式进行表述。不同高径比试件加载速率对岩石尺寸效应起主导因素,当L/D≥2时,岩样尺寸效应逐渐减弱;同时岩石在不同加载速率条件下对声发射影响也比较显著,当试样高径比L/D≤2时,声发射数在峰值强度后较多,整个过程中声发射数先逐渐增加后逐渐减少,呈现出渐进型变化规律;当L/D2时,声发射数较少,在峰值强度之后出现很明显的声发射事件,属于突跃型变化规律,对利用声发射特性预测不同尺寸岩样单轴压缩破裂来临有一定的参考意义。     

AE法地应力测量技术在金属矿山中的应用

对黄沙坪铅锌矿的钻孔岩芯在刚性压力机上进行了室内AE试验，试验所用的AE传感器频率范围为100－1000Hz。试验证实灰岩试样具有明显的Kaiser效应，且在循环加卸载条件下，能有效地消除试样存放时间对Kaiser效应的影响，所测垂直方向的原岩应力大小与测点处的自重应力非常吻合。     

峰后岩石类材料的声发射特性研究

基于声发射试验系统和岩石声发射理论,对2种不同性质的岩石和水泥砂浆进行了单轴压缩试验,得到了3种试样破坏全过程的力学特性曲线、声发射振铃数和累计振铃数曲线,针对其变形特征及应力、振铃数与时间的关系分阶段进行了研究。研究表明:岩石类材料声发射受岩石强度、节理裂隙和晶粒软硬大小等的影响;部分质软岩石类材料在弹性、弹塑性阶段,其单位时间声发射振铃数逐步增加,但在接近强度峰值时出现声发射相对平静现象;峰后声发射活性主要受岩石的强度影响。对比不同岩石的破坏声发射特性,可为天然和人工岩土工程稳定性评估提供参数。     

基于神经网络的声发射定位技术及在岩石破裂实验中的应用

用声发射（AE）定位技术确定岩石内部微破裂的发生位置，研究岩石的破坏过程，对预测岩石最终的破坏位置具有重要的实用价值。建立了误差反向传播学习算法的BP神经网络模型，在传统的定位计算方法的基础上，对BP神经网络进行训练，对原有的声发射定位数据进行模式识别，实现了用BP神经网络方法对声发射源的定位。实践表明，用神经网络算法进行定位计算具有更高的精度和效果。     

声发射技术在土木工程中的应用发展

介绍声发射技术的发展,通过在土木工程中的应用实例说明声发射技术优越性和发展前景,并指出了声发射技术应用发展受限的主要原因.