岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (9): 2773-2791.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1424CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1424
刘一鸣1, 2,李振1, 3,冯国瑞4, 5,杨鹏6,白锦文4,黄炳雄1,李东7
LIU Yi-ming1, 2, LI Zhen1, 3, FENG Guo-rui4, 5, YANG Peng6, BAI Jin-wen4, HUANG Bing-xiong1, LI Dong7
摘要: 岩体损伤破坏是其内部裂隙萌生、扩展、归合的必然结果,此过程中可由声发射和红外辐射信号变化表征,因此研究裂隙岩体损伤破坏过程的声−热响应特征具有重要意义。为探究循环加卸载下裂隙砂岩破坏过程中裂纹扩展的声−热响应特征及其前兆规律,开展了含不同倾角预制裂隙砂岩的循环加卸载试验,分析了裂纹扩展过程的声−热响应特征,揭示了声、热各类信号的前兆规律,提出了声−热裂纹演化变异系数指标。主要结论如下:(1)随裂隙倾角增大,剪切作用对试样的破坏效果越来越显著,红外和声发射信号在加卸载过程中皆表现出明显的阶段性特征。(2)随循环加卸载次数的增加,各类声、热信号前兆规律随之出现,具体表现为:预制裂隙周边均出现较大能量声发射定位点,红外热像则出现温度异常带;平均红外温度出现突变,声发射计数突增,声发射上升时间与振幅之比RA、振铃计数与持续时间之比AF值在卸载阶段仍有较大值及较密集分布。(3)红外温度与声发射RA、AF异常出现最早,声发射定位次之,声发射计数再次之,红外热像最晚,声发射定位和热像异常还可以从空间上预警裂纹产生。(4)提出了裂纹演化的声−热变异系数指标,该指标综合了裂纹演化特征并优化了权重比率,可反映区段时间内声、热参数波动的大小,进一步表征裂纹演化的剧烈程度,该指标避免了单一声信号的滞后性和单一红外信号的空间局限性。相关研究可为岩体灾变机制、岩层控制、地质灾害防治等提供重要参考。
中图分类号: TU452| [1] | 黄曼, 宁昊晟, 洪陈杰, 陶志刚, 刘雨星, 张贺, . 基于第二代负泊松比锚杆加固的充填结构面剪切特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 131-140. |
| [2] | 张胜, 柏巍, 徐鼎平, 郑虹, 江权, 李志伟, 向天兵, . 循环荷载作用下砂岩损伤演化的声发射与电阻率监测及理论研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 53-66. |
| [3] | 李晓锋, 李海波, 刘黎旺, 傅帅旸, . 冲击荷载作用下岩石动态拉伸破坏特征及细观机制[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2387-2398. |
| [4] | 李满, 辛昊哲, 刘先珊, 张帆, 胡大伟, 杨福见, . 基于修正相场模型的岩体混合模式破裂数值研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2600-2612. |
| [5] | 马鹏飞, 张艺晨, 袁超, 徐茂洲, 郭小雄, . 软弱层岩体间隔破裂现象的近场动力学方法模拟[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2296-2307. |
| [6] | 雷瑞德, 顾清恒, 胡超, 贺培, 周林森, . 裂隙砂岩声发射信号特征及破裂前兆识别研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2023-2038. |
| [7] | 储超群, 包兴佳, 毛明发, 吴顺川, 崔贺佳, . 深地灰岩三轴压缩声发射特征及破坏形式试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2049-2061. |
| [8] | 吕萌, 王亮清, 谢妮, 朱林锋, 安彩龙, 柯睿, 王旭晨, . 加锚异性结构面剪切特性及声发射响应特征研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(7): 2106-2120. |
| [9] | 马春德, 康子豪, 阳文源, 谭观霜, 赵俊康, . 不同加载速率下花岗岩多期应力记忆方向独立性试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1709-1718. |
| [10] | 唐巨鹏, 黄磊, 潘一山, 任凌冉, 张昕, 张众华, . 煤层倾角突变区煤与瓦斯突出模拟试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1719-1730. |
| [11] | 韩世迎, 王航龙, 彭俊, 朱君星, 王林飞, 潘堃, . 结构面影响深埋隧道硬质围岩岩爆特征试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1765-1776. |
| [12] | 倪祖甲, 乔江美, 张俊楷, 唐旭海, . 基于微观岩石力学试验及精确矿物晶体建模的砂岩力学性质及波速分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1865-1880. |
| [13] | 都海龙, 金爱兵, 秦文静, 商瑞豪, 王传江, 马赛, . 单轴压缩下水泥注浆煤岩力学性能及损伤特征研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1521-1533. |
| [14] | 张艳博, 周浩, 梁鹏, 姚旭龙, 陶志刚, 来有邦, . 基于到时精确拾取与智能优化算法结合的岩石声发射定位方法研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1643-1656. |
| [15] | 王晓敏, 屈钧利, 师亚平. 基于自回归模型方差陡增效应的微震P波到时拾取[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1335-1342. |
|
||