岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (7): 2324-2332.doi: 10.16285/j.rsm.2019.1460

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于声发射上升时间/振幅与平均频率值的花岗岩劈裂破坏评价指标研究

甘一雄1，吴顺川1, 2，任义1，张光2   

  1. 1. 北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083；2. 昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093
  • 收稿日期:2019-08-23 修回日期:2020-12-30 出版日期:2020-07-10 发布日期:2020-09-13
  • 作者简介:甘一雄，男，1992年生，博士研究生，主要从事岩土工程稳定性监测等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目（No. 51774020）；国家重点研发计划专项资助项目（No. 2017YFC0805300）。

Evaluation indexes of granite splitting failure based on RA and AF of AE parameters

GAN Yi-xiong1, WU Shun-chuan1, 2, REN Yi1, ZHANG Guang 2   

  1. 1. Key Laboratory of Ministry of Education for Efficient Mining and Safety of Metal Mine, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. Faculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming, Yunnan 650093, China
  • Received:2019-08-23 Revised:2020-12-30 Online:2020-07-10 Published:2020-09-13
  • Contact: 吴顺川，男，1969年生，博士，教授，主要从事岩土工程、工程力学等方面的研究和教学工作。E-mail: wushunchuan@ustb.edu.cn E-mail:b20140014@xs.ustb.edu.cn
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51774020) and the National Key Research and Development Program of China (2017YFC0805300).

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摘要： 通过花岗岩巴西劈裂试验，研究基于声发射RA（上升时间/振幅）与AF（平均频率）值的参数指标描述岩石破坏剧烈程度的可行性与优势。通过对比破坏过程中的RA与AF值分布的变化，与矩张量分析结果相互印证，发现即使宏观上以张拉为主的岩石劈裂破坏，在临近破坏阶段，仍会出现剪切破裂成分增加的现象，并提出了花岗岩巴西劈裂试验中基于RA与AF指标进行岩石破裂机制分析的判定建议值；提出r =RA/AF作为描述岩石破坏剧烈程度的基本指标，对比其与振幅参数在不同破坏阶段的变化趋势及不同传播距离下的衰减规律，结果表明：在衰减的影响下，基于r的参数指标将得到偏安全的评价结果；进一步提出r值变异系数CV(r)作为r值参数的统计指标，并与基于振幅的统计指标b值进行对比，对比结果验证了以CV(r)描述岩石破坏剧烈程度的可行性，且根据b值对岩石失稳破坏的判定值提出了花岗岩劈裂破坏中的CV(r)建议判定值。

关键词: 声发射, 参数分析, RA与AF值, b值, 变异系数

Abstract: Brazilian disk splitting tests were conducted on the granite disk specimens to study the feasibility of indexes based on AE parameters (i.e., RA and AF) for illustrating the fracturing intensity of rock failure. The distributions of RA and AF during the loading process were studied and compared with the results of SiGMA moment tensor analysis. The results show that the number of the shear cracks increases with approaching the damage stage even in the tensile failure of rock. The suggested judgement value for analyzing the failure mechanism based on RA and AF was proposed. An index r=RA/AF was proposed to illustrate the fracturing intensity of rock failure and was further compared with the amplitude parameter of distribution, variation and attenuation characteristics. The results show that the evaluation based on the index r leads to more conservative results. Furthermore, the coefficient of variation of r was proposed to be the statistical index of r and compared with b value, which is the statistical index of the amplitude. The results verified the feasibility of CV(r) in evaluating rock failure and the judgement value of granite splitting failure was suggested according to the b value.

Key words: acoustic emission, parameter analysis, RA and AF, b value, coefficient of variation

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