摘要：利用微机控制电子万能试验机,对2种大理岩和1种砂岩进行直接拉伸条件下的循环加卸载试验,分析了岩石损伤破坏全过程的声发射特性和频谱特征。结果表明:循环加卸载试验中,3种岩石表现出明显的Kaiser效应,低应力时岩石记忆滞后,高应力时岩石记忆缓慢提前。随着循环次数的增多,岩石声发射的剧烈程度在逐渐增加,Felicity比值逐渐单调下降,弹性模量逐渐减小。通过比较Felicity比值与数字“1”的大小关系,可判断该岩石所处应力状态强弱。Felicity比值远大于1时,表明承受载荷远离承载极限;Felicity比值接近1或小于1时,表明岩石承受载荷接近承载极限,所处应力状态越接近破坏应力。岩石拉伸断裂过程中,声发射信号始终存在着低频、中频和高频信号,且低频信号占比大于中频和高频信号。通过声发射信号频谱特征分析,岩石拉伸破裂存在4种声发射微观机制:第1种为晶间滑移、颗粒摩擦引起的摩擦型声发射机制,信号能量较低,主频较小;第2种为新裂隙扩张引起的破裂型声发射机制,信号能量中等,主频较高;第3种为裂隙微弱摩擦引起的摩擦型声发射机制,信号能量较低,主频中等;第4种为宏观裂隙扩张与摩擦的混合型声发射机制,信号能量较大,信号频带较宽,高频与低频信号共存。本文研究获得的裂纹扩展声发射特征为岩石拉伸破坏机制和监测提供了依据。

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