论文部分内容阅读
为了探究不同颗粒大小组成形式的声发射特性,更好的了解矿物颗粒大小组成与声发射平静期间的内在关系;通过花岗岩的颗粒大小与声发射特性试验的初步研究,然后采用不同颗粒大小的石英砂模拟材料进行单轴声发射试验,了解不同颗粒组成形式的模拟材料力学性能、声发射特性及探讨了组成形式的不同对发射特性的影响;本次研究主要以室内模拟试验为手段,结合理论分析,对灰砂比1:4,浓度70%,养护期为28天的(0.1-0.2mm、0.63-1mm)及0.5:1(0.1-0.2mm:0.63-1mm)、1:1、1:0.5的高纯石英砂模拟材料和浅灰色粗中粒黑云母花岗岩岩石材料,进行了单轴声发射试验,主要对以下几个方面进行了研究和探讨:(1)对不同颗粒大小组成的石英砂模拟材料和花岗岩岩石材料进行单轴压缩试验。(2)研究了颗粒组成形式不同对声发射特性的影响。(3)从颗粒的角度用类岩石模拟材料试件来探索岩石材料中出现声发射“相对平静现象”的原因。得到以下结论:(1)不同颗粒大小及不同配比类岩石材料试件的变形特征与岩石材料的变形破坏特征比较类似,都可以大致的划分为:初始压密、弹性变形、塑性变形、裂纹加速扩展至试件破坏4个阶段;颗粒的大小组成形式不同,试件的延展性有差别,粗颗粒的延性较细颗粒的明显。(2)颗粒组成会影响试件的单轴抗压强度;细颗粒的抗压强度大于粗颗粒的,从0.5:1到1:1再到1:0.5随(0.1-0.2mm)粒径颗粒的比例增大,模拟材料试件单轴抗压强度呈递增趋势。(3)用模拟材料验证了岩石材料在组成成分及粒径相同的情况下,岩石材料和类岩石材料都有存在有的有声发射“相对平静的现象”,有的就没有声发射“相对平静现象”;即声发射平静期的出现与颗粒之间组成的形式的关系规律不明显。(4)不同颗粒大小组成形式的模拟材料试件的峰值频率分布范围主要分布在[10-120]KHz,颗粒不同每个阶段的峰值频率分布不同,在中后期含0.63-1mm粒径的试件存在较多低频,频带逐渐变宽。(5)颗粒大小的组成形式不同影响声发射的特性。在0.1-0.2mm、0.63-1mm及0.5:1(0.1-0.2mm:0.63-1mm)、1:1、1:0.5的石英砂声发射试验中,只有(1:0.5)石英砂试件中才存在相对明显的声发射“相对平静的现象”。(6)从(50)N/(50)E值曲线可以看出不同颗粒组成形式的试件内部裂纹演化情况不同,声发射信号也有所不同,含粗颗粒试件的(50)N/(50)E值曲线大多是“阶梯状”;粗颗粒的内部破坏在后期会产生大量低能试件。