现场岩体直剪试验声发射特征及其破坏机制

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• 责任者：范雷^c长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室^d1982^e博士^f工程师 ; 周火明 ; 熊诗湖
• 刊名：长江科学院院报
• 出版年：2012
• 卷期：29^b8总166
• 关键词：节理岩体 ; 声发射 ; 剪切试验20^a岩体力学 ; 破坏 ; 机制
• 页码：29～33,38
• 索书号：P860.6/332-1
• 图表：^c参22插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2013/02

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。