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。     

矿井煤岩动力灾害声发射监测预警研究现状及展望

声发射技术是监测煤岩动力灾害的一种有效的监测技术,通过查阅分析大量文献,详细阐述了目前声发射技术应用于矿井煤岩动力灾害监测中的兴起与发展、研究意义与方法、研究现状与不足以及现场应用状况,指出了声发射技术监测煤岩动力灾害的发展趋势及将要解决的关键问题。     

煤岩动力灾害声发射预警判识方法的研究现状及趋势

煤岩动力灾害是矿山煤岩体在地应力和瓦斯作用下发生的一种具有动力效应和灾害后果的快速失稳现象,在灾害演化过程的孕育、激发、发展等阶段煤岩体产生破裂,会释放出声发射。通过对煤岩体破坏过程释放出的声发射信息进行监测分析,可以实现煤岩动力灾害的提前预警。基于岩石声发射技术在矿山工程应用的研究成果,系统总结了煤岩动力灾害预警的声发射判识方法的研究现状,指出了当前声发射技术在矿山应用中存在的主要问题,并对该技术的发展趋势进行了展望。     

岩巷岩体失稳破坏的红外和声发射联合监测预警技术研究

对岩巷工程灾害的预警预报和应急响应是减少人员伤亡和经济损失的重要途径,通过红外辐射和声发射联合监测含孔岩石在受力过程中的物理变化可以有效地模拟岩巷工程灾害演化与爆发。为此,开展了 含孔洞岩石加载过程的红外辐射和声发射联合监测试验,对含孔洞岩石加载的红外辐射和声发射特征以及二者之间的关系进行了研究。结果表明：①极差曲线随应变的变化具有明显的阶段性特征,特别在最后阶段, 极差曲线加速上升并出现突跳点,反映了温度场的分异现象和前兆特征,前兆时间平均为95.71%峰值应力;②声发射能率和声发射率曲线具有阶段性变化特征,在后期阶段普遍存在岩石破坏的前兆特征,前兆时间平 均为82.68%峰值应力;③岩石加载后期,红外与声发射前兆具有递进性,即声发射前兆早于红外前兆,两者的时间分界线在92%~95%峰值应力;④红外和声发射变化特征的关系与岩石的损伤破裂演化以及两种监测技术 的特点有密切关系。根据试验结果,提出了岩巷岩体失稳破坏的红外和声发射联合监测预警技术,讨论了两种技术的互补性,并给出了联合监测预警的技术流程,供相关研究和现场监测参考。     

含水煤岩损伤破坏过程中声发射特征的研究

岩土工程在施工及运营期间,经常会遇到地下水和施工及运行载荷的共同作用,岩体在地下水和各载荷作用下的力学性能是影响岩土工程长期稳定性的重要因素之一。在收集国内外相关资料的基础上,对含水煤岩在单轴压缩、周期载荷作用、三轴压缩、剪切及拉伸等应力作用下的力学特性及声发射特征等方面进行了综述,对国内外的研究现状进行了回顾与分析,进而总结了含水煤岩力学特性及声发射特征的部分规律。指出随声发射技术在工程岩体稳定性监测领域的广泛应用及试验手段和试验方法的进一步发展,含水煤岩声发射有向真三轴、多场耦合方向发展的趋势,同时随着数值模拟软件及并行技术的快速发展,数值模拟试验将为含水煤岩声发射特征的研究开辟新的途径。     

不同加载速率下煤体破坏声发射信号响应规律研究

为了研究加载速率对煤体破坏声发射信号的影响,开展了基于不同加载速率的煤体破坏声发射监测实验,分析了不同加载速率条件下声发射计数以及声发射累计计数变化规律,得到了不同加载速率下煤体失稳破坏的声发射前兆特征。同时研究了加载速率对声发射计数分布密度的影响。研究结果为利用声发射技术监测煤矿煤岩动力灾害发生提供了理论基础。     

岩石单轴压缩破坏声发射特性试验研究

通过5种岩石试样的单轴压缩破坏全过程的声发射试验,研究了不同岩石受力变形的声发射特性,应力、应变与声发射的关系,应力、声发射与时间的关系。通过试验发现,岩石在单轴受压破坏全过程中都会产生声发射事件,声发射事件的特性与岩石的强度、质密程度、构造面的发育程度等有关;岩石在峰值破坏前的声发射事件数、应力、应变和时间之间的相互关系呈3种典型的类型;部分岩石试样在临近破坏前,其声发射事件率出现明显下降,这种岩石破坏的前兆现象可以用来解释岩体声发射现场监测时,在冒顶、片帮和岩爆等发生前会出现声发射事件反常现象,这对岩体工程稳定性监测预报、提高预报的准确性具有重要的指导作用和应用价值。     

多通道声发射监测系统在井下采空区稳定性监测中的应用

声发射系统作为一种探测岩体内部应力变化的技术从其诞生到现在已逐渐成熟。本文对大宝山矿业公司声发射技术应用过程中的关键问题进行了探讨,可以对应用声发射监测系统的其他相似工程起到一定的借鉴作用。     

岩体声发射技术在露天采空区管理中的应用

通过岩体声发射仪对采空区上覆岩体进行的稳定性监测,可以为地采转露采采空区处理提供安全保障.实践证明了声发射技术在该工程中应用的可行性及优越性.     

水对玄武岩破裂过程声发射及红外影响试验研究

为研究水对硬脆性岩石破裂的影响,采用玄武岩进行饱水、自然、干燥处理,开展单轴破坏试验。以美国Flir Therma CAM SC3000红外热像仪以及美国物理声学PCI-2型声发射监测系统为研究监测手段,开展水对玄武岩破坏过程的声发射以及红外影响试验的影响研究。结果表明:水对玄武岩破裂声发射及红外造成了一定的影响。含水率的提高,减少了玄武岩破裂过程中声发射平静期所占的相对时间,其中干燥、自然、饱水状态分别为9.44%、4.04%、3.76%。水的存在可以促进岩石破裂过程中的红外辐射现象。研究成果对于了解玄武岩在不同含水状态下受力灾变的声发射、红外特征具有重要理论意义,也为进行岩石灾变的预测预报奠定了实验基础,进而能为矿山灾害和岩石工程监测、预警提供理论指导与技术基础。     

多通道声发射监测系统在矿山安全开采中的应用

以多通道声发射监测系统在某矿山采空区顶板坍塌事故中的成功预报为例,对顶板坍塌事故发生前后一周的声发射事件的特征参数进行了统计分析,对监测到的声发射信号进行了分类,指出了岩体在不同受力阶段声发射波形的变化,总结了岩体失稳前的声发射前兆规律,对声发射在类似矿山及岩土工程监测中的应用有较好的参考价值。     

煤岩体内结构改造的声发射实验研究

以水力致裂技术为基础进行声发射三维定位实验研究,从声发射监测结果可以看出声发射事件与水压致裂技术中水压力的变化密切相关,水压致裂过程中A、B、C、D 4点的声发射三维定位图也与实际致裂效果符合程度高。提出了声发射三维定位技术来监测研究矿山开采过程中煤岩体结构内部结构变化的新思路。     

声发射技术在某露天矿边坡稳定性监测中的运用

阐述了岩体声发射监测的基本原理、监测仪器与技术,及其在云南某露天矿边坡稳定研究中的应用情况.认为岩体声发射监测是研究边坡稳定性的一种有效手段,应用声发射技术监测预报岩质边坡的稳定性是可行的.     

花岗岩岩爆的声发射试验研究

通过对不同含水深部巷道花岗岩进行双轴加载声发射试验,利用声发射检测技术监测岩爆孕育、发生与发展的整个过程,对比分析水对岩爆的影响,并通过分析声发射事件率和声发射绝对能率研究岩爆发生的规律,为岩爆监测提供研究基础和技术支持。模拟试验结果表明:干燥饱水花岗岩都有明显的岩爆现象发生,饱水花岗岩岩爆发生时间有所滞后,岩爆发生爆裂程度有所降低;干燥花岗岩弹性能大,饱水花岗岩弹性能略小;干燥和饱水花岗岩声发射事件率和绝对能率在主破裂前都有一小段平静期,饱水花岗岩绝对能率有双峰性。     

某铁矿采空区地压监控及稳定性分析

引进STL-12型多通道声发射监测系统,利用声发射技术对采空区地压进行全天候实时监测。提出整理分析声发射数据与井下现场查看相结合的监测方法。整理和分析了1 a左右的监测数据,总结出岩石破坏时的声发射波形特征、常见波形出现的原因和特点,确定目前采空区的稳定性良好,可保证矿山的安全生产。     

基于岩石声发射特征的路基边坡稳定性分析

路基边坡的稳定性对道路的施工以及运营安全至关重要。通过试验对比不同加载速率下岩石的声发射特性,总结出不同规律,从而建立红砂岩蠕变破坏的声发射判据。结果表明:不同应力条件下,岩石应变率与声发射振幅、事件率关系不同;不同应力条件下,岩石应变与事件率的关系不同;通过分析声发射振幅、事件率分别与岩石应变率、应变的关系,较容易辨别岩石的单轴压缩与蠕变状态。本研究可为声发射技术应用至实际现场路基边坡稳定性监测提供参考借鉴。     

声发射及CT在煤岩体裂纹扩展实验中的应用进展

声发射技术和CT扫描技术是监测煤岩体裂纹扩展的重要手段。概述了声发射及CT扫描实验在煤岩体领域的发展历程和应用现状。结合声发射技术与CT扫描实验的优点,提出声发射与CT相结合进行煤岩体实验的研究方向,以便于有效结合煤岩体内部裂纹变化情况进行煤岩体裂纹扩展机理的研究,为进一步研究煤矿冲击地压的发生机理提供理论依据。     

声发射和变形场联合监测试验研究

为探究工程岩体在声发射和变形场联合监测下破裂失稳的特征,分析两者与岩石破裂失稳的内在联系,进行了片麻岩单轴压缩试验,提供一种更全面的预警方法.研究结果如下:声发射累计振铃计数和变形场应变均方差两个参数曲线启动点出现时间差距不大,预警点出现时间差距较大,总体上声发射比变形场更早监测到破裂信息;声发射累计振铃计数曲线和应变...     

采空区地压灾害监测技术研究

以某矿山Ⅳ#采空区地压灾害监测为实例,介绍了以多通道声发射监测为主,应力监测为辅的综合监测方法,并以一次采空区顶板冒落事故成功预报为例,对冒顶事故发生前后一周内的声发射事件数、时间率以及应力变化情况分别进行了统计和分析,总结了岩体失稳前声发射前兆规律,指出了声发射事件率警报值。     

岩石受载破坏前兆特征——声发射平静研究

通过岩石加载室内试验方法,测试了不同岩石破裂全过程的力学特征及其声发射特性,得到了岩石破坏全过程力学特性--岩石的全应力应变曲线、声发射事件累积数、声发射事件率等相关曲线及参数,研究了声发射事件数、事件率与应力水平、时间之间的关系。研究着重讨论了一次性加载过程中非脆性破坏的岩石在加载接近峰值强度时单位时间内的应力增长速度减小,也即这一阶段出现明显的耗时现象;并且在此阶段监测到的声发射事件率出现明显下降,出现声发射相对平静阶段。而对于脆性破坏岩石来说,这一阶段则基本不存在明显的“耗时”现象,声发射的监测也没有声发射相对平静期现象。结合室内试验,还对现场岩体失稳破坏声发射监测中的一些问题进行了总结和分析,为更好地应用声发射手段进行岩体稳定性现场监测预报提供了理论依据、方法和手段。