首页 期刊 长江科学院院报 现场岩体直剪试验声发射特征及其破坏机制 【正文】

现场岩体直剪试验声发射特征及其破坏机制

作者:范雷 周火明 熊诗湖 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室 武汉430010
节理岩体   剪切破坏   声发射   时序特征   破裂机制  

摘要:尽管应用声发射对岩石破裂过程的研究取得了诸多成果,但主要集中于小尺寸(≤10 cm)的岩块,对较大尺度(≥50 cm)岩体破坏机理研究还较少。采用最新的SAMOS声发射系统,对节理岩体现场直剪试验过程进行声发射测试。通过现场岩体直剪破坏过程中声发射特征参数与频谱特性研究,揭示了节理岩体破坏机制,深化了对岩体破坏机理的认识。测试结果表明节理岩体破坏过程中,声发射信号的主频范围为40~120 kHz,其直剪破坏过程可分为4个阶段:①弹性变形阶段,岩体内部没有声发射事件;②起裂阶段,声发射事件很少,岩体内部仅有少量的裂纹产生;③扩展阶段,声发射事件缓慢增加,岩体内部微裂纹不断扩展;④破坏阶段,声发射事件大量增加,微裂纹不断扩展贯通,岩体出现宏观破裂。根据研究结果可知:与传统的破裂从前端开始的观点不同,岩体试件中后端最先出现声发射定位事件,表明微破裂开始发生在岩体试件的中后端;随着剪应力的增加,声发射定位事件逐渐前移,当岩体进入破坏阶段后,微破裂集中于剪切面局部,岩体产生局部破裂化。

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