岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (7): 2023-2038.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1164CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1164
雷瑞德1, 2, 3, 4,顾清恒2, 3,胡超1,贺培4,周林森1
LEI Rui-de1, 2, 3, 4, GU Qing-heng2, 3, HU Chao1, HE Pei4, ZHOU Lin-sen1
摘要: 在外荷载作用下,岩体内岩桥破裂贯通导致的结构失稳破坏是边坡及采矿工程中常见的问题,量化并揭示岩体破裂前兆特征是保障围岩稳定性及断裂失稳的重要内容。为探究裂隙岩石变形破坏过程中破裂前兆特征及断裂失效机制,开展了6组不同岩桥角度的裂隙砂岩单轴压缩试验,分析了其力学强度、破断模式、声发射多重分形特征,讨论了不同声发射参量方差与关键断裂特征点之间的时间间隔,得到了基于声发射撞击率时间函数及声发射参量方差的前兆识别及预警时间。结果表明:当岩桥角度由0°增至150°时,裂隙砂岩的弹性模量与峰值应力呈现出先降低后增加的“倒置”高斯型变化趋势,且在60°时取得最小值;试样贯通破坏模式由压剪裂纹主导的间接贯通破坏向拉剪裂纹主导的直接贯通破坏转变;频谱宽度∆呈现出先降低后增加的演化趋势。声发射撞击率时间函数和声发射参量方差能够有效识别破裂过程中的早期预警点、亚临界断裂点、不稳定断裂点和最终失效点。对比3种关键断裂特征点的预警时间发现,声发射能量方差法的预警时间最短,而声发射上升时间方差法的预警时间最长;相比声发射计数方差和声发射上升时间方差,声发射能量方差作为前兆因子对岩石关键破裂点识别的敏感性较高。
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