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地应力通常也称为原岩应力,是指岩土体内一点固有的应力状态,是实现岩土工程的科学设计和安全施工的必要基础。目前国内外常用的地应力测试方法有水压致裂法、应力解除法,但存在测量条件差、费用高等限制。声发射法利用岩石材料的Kaiser效应,直接进行钻孔岩芯测量,受到了国内外的重视。但是,这种方法还存在像加载方式的选择、Kaiser效应的影响因素等问题需要进一步研究。为此,通过RMT-100B型岩石力学伺服试验机和美国物理声学公司Micro-Ⅱ Express型声发射监测系统,对花岗岩、砂岩、片麻岩进行不同循环应力水平σci下等幅循环加卸载和分级循环加卸载的试验研究,主要研究内容和结论如下:(1)深入分析不同循环应力水平和分级循环加卸载条件下,三种典型岩石的应力-时间-声发射参数曲线特征及不同循环加卸载条件对Kaiser效应的影响。结果表明,三种岩石的Kaiser效应均发生在峰值强度的5%～20%之间;当σci<先期最大应力σmk时,循环加载能够使岩石试件跨过压密阶段,有效减弱摩擦型声发射现象的产生;当σci》σmk时,振铃累计计数曲线呈台阶状上升,岩石内部发生了裂纹的扩展或新裂纹的孕育,该循环应力成为新的记忆应力。(2)利用Felicity 比值衡量Kaiser效应的有效程度;提出一种精确测试地应力的循环加卸载方式及Kaiser点识别方法。结果表明,当σci>σmk时,Felicity 比小于1,反之大于1,可以用来缩小Kaiser效应点的识别范围;因此,在利用声发射法测地应力时,可以采用小梯度、分级循环加卸载方式,并结合Felicity 比,精确拾取Kaiser点。(3)根据JCMS-Ⅲb5706(2003)声发射参数分析法揭示分级循环加卸载条件下,三种典型岩石微破裂的产生、扩展等一系列动态演化。结果表明,三种岩石均表现出在加载初期多AF、少RA的以拉伸破坏为主,加载后期多AF、少RA的以剪切破坏为主的特征。(4)结合试验研究,设计低应力、小梯度的分级循环加卸载方案,对取自云盖山埋深400-500米之间,长度大约1600mm,直径110mm,方位NE15°的砂岩岩芯,进行工程应用,并利用Felicity 比进一步缩小Kaiser点的拾取区间,从而有效提高了地应力测试结果的可靠性。