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砂巖多步壓剪的聲發(fā)射特性研究

姜德義; 張水林; 范金洋; 張軍偉; 謝凱楠 重慶大學煤礦災(zāi)害動力學與控制國家重點實驗室; 重慶400044; 重慶建工市政交通工程有限責任公司; 重慶400021
  • 砂巖
  • 多步壓剪
  • 聲發(fā)射
  • 能量
  • 冪律分布

摘要:為了了解砂巖多階段性應(yīng)力分布特征,進行了多步壓剪實驗,加載速率分別為0. 02kN/s、0.1 k N/s、0.5 kN/s,并同步采集全過程聲發(fā)射信號。利用最大似然估計法分析了聲發(fā)射能量統(tǒng)計分布特征,結(jié)果表明:(1)多步壓剪試驗的能量概率密度函數(shù)符合冪定律分布,并滿足能量上的冪律無尺度分布;(2)加載階段與恒壓階段聲發(fā)射信號量相差較大,跨越能量數(shù)量級有所不同,但加載、恒壓階段的概率密度函數(shù)與整體概率密度函數(shù)具有統(tǒng)一性,并可以用同一個冪值來表征;(3)加載階段與恒壓階段冪值分布具有相似性,與概率密度函數(shù)形成良好對應(yīng);(4)恒壓狀態(tài)下的巖石具有流變特征,聲發(fā)射能量信號在小能量區(qū)間服從線性分布;(5)加載后期,由于裂紋的擴展以及成核過程巖石會發(fā)生相變,此階段能量概率密度函數(shù)與全過程保持一致,不受之前能量信號影響。

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