三軸作用下的小型圍巖試件在開挖卸荷過程中的聲發射特征
關鍵詞：厚壁圓筒圍巖試樣 開挖卸荷 聲發射 峰值頻率 幅度
摘要：為了獲得巷道圍巖開挖卸荷過程中的聲發射特征與開挖卸荷狀態之間的關系,使用水泥砂漿厚壁圓筒圍巖試樣,開展開挖卸荷條件下3種不同卸荷速度的聲發射試驗研究。利用自主研發的小型巷道圍巖開挖卸荷模型試驗系統,聲發射系統及變形監測系統采集試樣卸荷過程中的聲發射時頻信號及變形信息,并對聲發射b值進行研究。研究發現:(1)試驗過程具有4個特征階段:加載段―維持段Ⅰ―卸荷段―維持段Ⅱ,這4個階段與振鈴累計曲線有良好對應關系。(2)加載段,高頻高幅信號較多,分布范圍廣,試樣內部原始裂隙在三向應力作用下壓密明顯;維持段Ⅰ,高頻高幅信號明顯減小,分布范圍變窄,試樣三向持續壓密,變形微小;卸荷段,高、低頻信號增多,幅度增加,應變率較高,變形增加速度快,卸荷對試樣內側影響效應更顯著;維持段Ⅱ,較慢速卸荷的高幅信號持續增多,內外側以較低應變率持續產生變形。(3)卸荷速度越大,卸荷段振鈴累計曲線出現"陡升"的幅度越高,維持段Ⅱ"陡升"出現越早,幅度越小。(4)卸荷速度增大,b值整體量值減小且越趨于小波幅平穩變化,相對聲發射大事件占比提高,破裂尺度更大。
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