水对含孔煤体蠕变声发射特性影响的试验研究

水是影响煤体稳定的主要因素。为了全面分析水对钻孔周围煤岩体蠕变声发射特性的影响,通过室内制取含水率0、4%、8%以及饱和含水4种含水状态的单孔试样,开展不同含水率下的分级加载蠕变声发射试验,得到不同含水率下钻孔周围煤岩蠕变声发射规律。试验结果表明：(1)含水率的改变影响钻孔孔周煤岩体的蠕变力学性质,蠕变瞬时应变与稳态应变随含水率的增加呈指数上升,其中饱和含水试样应变增幅更加明显,其瞬时应变及稳态应变最大增幅达到44.5%和28.6%。(2)含水率影响蠕变过程中累计振铃计数及轴向应变的大小,轴向应变随着含水率的增加而增加,累计振铃计数随着轴向应变的增加呈线性上升,且含水率越大,累计振铃计数增加幅度越大,不同应力水平下,含水率4%、8%及饱和含水试样的累计振铃计数增减幅度基本维持在43%、53%和74%。(3)声发射振铃率在每一级蠕变阶段都会有增长—减小—稳定的趋势,随着含水率增加声发射活跃程度明显降低,并且蠕变曲线相对于声发射数据在时间上会出现一个滞后效应。研究为瓦斯抽采、钻孔护孔及声发射检测方面提供了指导。     

水对花岗岩巷道岩爆声发射特征影响实验研究

采用双轴伺服控制试验机对干燥和饱水花岗岩进行巷道岩爆模拟实验,同时采用声发射系统监测并采集数据,研究了水对花岗岩岩爆过程中声发射特征的影响。结果表明:岩爆过程中饱水岩样事件率呈上升趋势,峰值载荷前没有事件率平静期,而干燥花岗岩事件率呈下降趋势,峰值载荷前有明显的事件率平静期;自水平方向卸荷开始,岩样振铃计数率、能率突增,饱水岩样事件率高于干燥岩样,但振铃计数率、能率均低于干燥岩样,且有几段振铃计数率平静期,表明水的存在丰富了声发射活动,但降低了声发射信号强度,降低了微观破裂的活动性;干燥花岗岩振铃计数率峰值发生在峰值载荷附近,而饱水岩样振铃计数率峰值出现时距离峰值载荷较远;主破裂前声发射非均匀性指标Cv值的快速上升,表明岩样内部出现大破裂或裂缝贯通,声发射事件局部集中程度加强,造成其声发射事件分布的非均匀性增强,可作为岩爆发生的前兆特征。     

花岗岩破裂过程声发射主频多元前兆信息识别

通过开展自然花岗岩单轴压缩声发射实验,获取岩石变形破裂全过程声发射波形信号,基于频谱分析理论,分析花岗岩破裂过程声发射主频演化规律,研究花岗岩变形破裂的主频多元前兆特征。研究结果表明:最高频、最低频、敏感主频出现率和主频变异系数4个参数能够从不同角度反映岩石破裂过程,适合作为岩石失稳预测的主要参数;岩石破裂前,最高频密集出现接近110 k Hz的主频值,最低频由接近0.4 k Hz低频值密集出现的活跃期转入极少接近0.4 k Hz低频值出现的稳定期;35~45 k Hz频段的主频值对此类花岗岩内部裂纹积聚最为敏感,加载后期此频段主频出现率突现大幅度下降并转入平静;主频变异系数在岩石破裂前密集出现较大幅度上升点。经统计分析,4个参数对岩石破裂前兆的响应时间从早到晚依次为最高频、最低频、敏感主频出现率和主频变异系数。不同参数能够从不同角度反映岩石内部裂纹演化过程,鉴于岩石变形破坏的复杂性,建议对各参数进行联合分析,为岩石破裂灾变提供更可靠的预警信息。     

某矿深部灰岩蠕变声发射试验与特性研究

对某矿深部灰岩进行了蠕变声发射试验,研究灰岩在不同应力水平状态下的蠕变声发射特征。结果表明：声发射参量在恒载初期变化较活跃,灰岩的泊松比也有较大波动;进入长期恒载蠕变阶段后,声发射参量和灰岩的泊松比波动较小;当加载应力达到灰岩单轴抗压强度的90%左右时,灰岩的声发射特征参量出现突增现象。根据声发射参量的变化以及灰岩在不同蠕变阶段的应变特征,在一定程度上可对灰岩蠕变破坏进行有效预测。     

水对硬石膏物理力学特性的影响研究

采用MTS-815型液压伺服刚性试验机,对自然条件和饱水条件下的硬石膏进行了单轴压缩破坏实验,研究了两种条件下硬石膏的应力-应变全过程曲线,并通过两种条件下硬石膏单轴抗压强度的对比分析,发现水对硬石膏强度的影响较大,饱水条件下硬石膏的单轴抗压强度远比自然条件下的低。     

水对岩石物理性质及声发射特征影响研究现状

当岩石处于含水状态时,岩石的力学性质会发生改变,易导致岩石失稳破坏。在此过程中,监测其稳定性的声发射参数也会产生变化。综述了水对岩石物理性质和声发射特征影响的研究现状。指出了目前研究中存在的不足,探讨了进一步研究的方向和解决问题的思路。     

基于声发射时频特性的花岗岩各向异性实验研究

为了更好地将声发射/微震等手段应用于岩石破裂监测,为工程岩体的稳定性评判提供技术依据,考虑到岩石材料所固有的各向异性等属性,本文拟从声发射监测角度探究岩石各向异性,通过对花岗岩进行水平卸荷破坏试验,开展材料各向异性和应力各向异性对声发射时影响研究。结果表明,各向异性(包括材料各向异性和应力各向异性)是引起不同位置声发射时频域差异性的主要原因,偏应力的存在是岩石出现应力各向异性的重要原因。加载初期以材料各向异性为主,随着损伤破裂的发展,应力各向异性开始占主导作用。声发射时域中绝对能量受材料各向异性的影响较大,幅值受应力各向异性的影响更为显著。声发射频域中不同频段的主频分量对材料各向异性和应力各向异性的敏感程度不同,低频(约20kHz)在试验初期受材料各向异性影响,试验后期由应力各向异性所控制;中频(40～50kHz)不受各向异性的影响,在整个阶段均有较高的响应;次高频(50～60kHz)受应力各向异性和材料各向异性的共同影响;高频(80～110kHz)对应力各向异性的表现较为敏感。     

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FlirTherma 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.     

水对煤的冲击倾向特性影响的研究

实践证明,参与冲击地压的煤、岩都具有采种发生冲击式破坏的能力,这种能力称做煤岩的冲击倾向。它是煤岩材料的固有属性。如果设法改变煤岩材料的结构,其结果会改变煤岩的性质。研究证明,水的作用能够显著改变煤岩性质。本文讨论了水对煤岩强度特性及变形特性的影响,重点介绍了在实验室内煤岩试件在不同时间浸水状态下,冲击倾向特性的变化规律及试验方法,同时阐述煤层注水可减缓或消除冲击地压危险的机理。     

高温均匀压力花岗岩热破裂声发射特性实验研究

为研究花岗岩体热破裂规律,通过实验研究了均匀压力(25 MPa)下大试件（200 mm× 400 mm ）花岗岩在常温~500 ℃范围的声发射变化规律及特性,探讨了各个阶段声发射信号反映的岩石破裂特性。研究表明：① 330 ℃为花岗岩破裂声发射和热破裂性质转变的分界点,低于330 ℃ ,热破裂为弹性破裂,330 ℃以后,花岗岩出现局部塑性变形和破坏;② 330 ℃以后,局部塑性破坏造成大量低能量释放率的声发射产生,声发射密集区由小部分能量率很大的声发射和数量很多、低能量释放率的声发射组成,声发射密集区整体上累积释放能量较低;③ 声发射振铃率发生突变可以作为花岗岩内部微破裂带开始形成的标志,花岗岩从110和420 ℃开始分别经历了2次大的热破裂裂纹网络的改善。     

不同保载时间实验的花岗岩声发射特性研究

为了研究冲击地压发生前岩体处于加载或保载阶段,有突出倾向的岩体处于保载蠕变状态的问题,对花岗岩试件以每30 k N为梯度进行单轴不同时间保载实验,保载时间分别为1、3、5、10和15 min,并结合声发射进行实验研究。研究结果表明:(1)不同的保载时间对试件的强度及声发射参数有很大区别。与单轴直接加载相比,保载15 min的试件强度降低了43%;与单轴直接加载试件破坏点相比,保载15 min试件破坏时声发射撞击率提高了47%,保载15 min试件破坏时能量累积提高了53%;(2)不同保载时间,每提高相同加载梯度,保载时间越长试件的声发射撞击率越高;(3)花岗岩试件在实验过程中,保载时试件损坏或保载后刚加载试件便损坏的现象,说明保载阶段对试件的破坏有很大影响;(4)花岗岩在单轴保载压缩条件下,每个阶段产生的声发射具有不同的特征。因此,可以用花岗岩保载实验来研究岩石的微观损伤破坏,也可预测现场工程岩体的宏观断裂过程。     

花岗岩巷道岩爆声发射信号时频特性实验研究

通过对花岗岩开展双轴卸荷岩爆模拟实验,利用FFT变换获取声发射信号主频,分析岩爆孕育及发生过程声发射信号主频变化规律,研究花岗岩巷道岩爆声发射信号时频特性。研究结果表明:声发射能率和RA值在时间序列上具有明显的阶段性特征,可以很好地反映岩爆孕育、发生全过程;声发射信号主频随岩爆孕育、发生演化过程整体呈下降趋势,岩爆发生后主频平均值比岩爆发生前降低3.06kHz;花岗岩岩爆全过程主频集中在38~50kHz,区间内不同频段占比呈高斯分布;42~43kHz频段的主频占比在岩爆发生后变化最大,对岩爆的发生最为敏感,建议将此频段主频占比达到某一阈值作为岩爆发生的前兆判据。研究结果为岩爆灾害的预测提供了新的方法和依据。     

饱水花岗岩巷道岩爆声发射时序特性实验研究

为了探讨水对岩石岩爆性能的影响,采用双轴微机控制伺服压力系统及PCI-2声发射监测系统对干燥及饱水花岗岩进行了室内岩爆模拟声发射试验。研究结果表明:水对花岗岩的强度、变形特征有较大影响。饱水使花岗岩峰值强度下降了12.69%,变形模量下降了8.24%;水在一定程度上抑制了花岗岩内部原生裂纹的孕育进度,降低了岩爆过程中声发射的活跃程度。水平卸荷后,干燥花岗岩累积振铃计数近似直线增长,饱水花岗岩则呈"台阶"状上升;干燥花岗岩岩爆过程中b值历经孕育区、发展区、下降区;饱水花岗岩b值第三阶段则为群聚区,意味着水可以软化岩样,降低岩爆烈度;水改变了花岗岩岩爆过程中内部裂纹的破坏机制,饱水花岗岩水平卸荷后的Ra值呈束状分布,内部裂纹以拉—剪—拉共存的形式破坏,而干燥花岗岩则呈张拉破裂为主,剪切为辅的破坏形式。     

花岗岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究

利用TAW-2000D数字控制式电液伺服试验机和SDAES数字声发射检测仪,对花岗岩进行了单轴循环加卸载室内力学试验,研究了花岗岩在不同加载路径下的岩石强度特征、变形特征、声发射特征。试验结果表明:恒下限和恒差值单轴循环加卸载的平均抗压强度分别比常规单轴压缩试验增加了18.7%和13.2%,表现出了典型的脆性岩石峰值强度的强化作用;对比分析各组试验的应力应变曲线,发现试件所得到的弹性恢复时间越多,其变形极限也就随之增大;声发射事件数与应力应变曲线具有良好的对应关系,处于压密阶段和弹性压缩阶段的声发射数量较少,随着荷载不断增大,内部裂纹迅速发育,损伤程度逐渐加重,处于裂纹发育阶段的声发射现象十分活跃,分析声发射数量与应力之间的关系,论证了Kaiser效应和Felicity效应。     

水对煤样的力学特性及声电特征影响分析

为得到水对煤样力学性质及声电特征的影响规律,对干燥煤样和饱和煤样进行了拉伸试验,比较分析了拉伸过程中干燥、饱和煤样的应力-应变和声电信号的变化差异。研究表明:拉伸过程中,煤样经历了应变线性增长、塑性增长和拉伸破裂3个阶段,电磁辐射及声发射信号与煤样变形破裂基本同步对应,加载初期,声电信号较小,当发生塑性变形或破裂变形时,声电信号迅速增长至峰值;水使煤样的抗拉强度降低31.5%,使拉应变增长101.1%,即水对煤样具有降低强度、增加塑性,使声电信号衰减的作用。监测分析表明煤样声电信号的变化幅度可评价水对煤样的影响程度。     

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。     

花岗岩脆性破裂过程的声发射前兆特性及RFPA模拟研究

以花岗岩为研究对象,进行单轴压缩下岩石脆性破坏声发射试验,并利用RFPA模拟岩石破裂声发射演化特征,得出如下结论:在岩石屈服点或峰值应力附近,声发射振铃累计计数会突然增加,声发射能量出现激增;模拟的声发射活动在显裂纹出现之前,有异常汇聚现象;位移矢量在模型破裂位置出现条带异常混乱现象,而应力矢量形成的条带网络与裂纹扩展趋势保持一致。结果表明模拟声发射累计计数曲线出现异常抬头的时间点晚于模拟荷载曲线出现异常下降的时间点,可作为模型破坏前兆信息。     

多层建筑对爆破地震波主频率的响应特性

介绍了爆破地震波主频率的一般规律和多层建筑物基本周期的经验计算公式,通过实例,分析了多层建筑物对爆破地震波主频率的响应特性,提出了防止多层建筑遭共振破坏的措施     

水对边坡稳定性的影响研究

边坡失稳情况多有发生,总结影响原因,地下水的影响是不可轻视的,针对水的影响,利用Geo-slope软件建模分析,得出水降低边坡的稳定性的具体数值,并提出相应治理措施.     

水对边坡力学系统稳定性的影响

为了研究边坡力学系统变形的稳定性,通过对岩质边坡流变机制的分析,以岩石蠕变模型理论为基础,对模型基本元件的参数取值范围进行改变,及引进一种非牛顿黏滞体模型,建立一种能够反映岩石加速蠕变的模型,并在此基础上,提出了一种组合模型:H-K-VP-(H‖—N‖St.V)(其中,—N为非牛顿黏滞体模型),该模型较好地反映了岩石的蠕变性态,并对模型的稳定性及水对边坡稳定性的影响进行了分析。