張開型（Ⅰ型）斷裂作為工程巖體一種常見的致災(zāi)形式,對巖石工程穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。為探討巖石受拉破壞過程聲發(fā)射特征演化規(guī)律,以泥質(zhì)粉砂巖、花崗巖、水平及垂直層理的大理巖為研究對象,開展三點彎曲加載條件下Ⅰ型斷裂的聲發(fā)射試驗,研究了巖石Ⅰ型斷裂過程聲發(fā)射時-頻-空多元信息,取得了如下研究成果:1)時域:泥質(zhì)粉砂巖內(nèi)聲發(fā)射活動全程保持活躍狀態(tài);花崗巖事件率在破裂前達到峰值后迅速階段性跌落,破裂時能量急劇釋放;垂直層理事件率曲線上升得短促、陡峭,水平層理能率曲線波動得更為劇烈。2)頻域:40～60k Hz和120～180k Hz頻段處主頻數(shù)量及能量具有明顯的演化趨勢,可作為試驗的本征頻段。在加載后期,中高頻段能量占比逐漸取代低頻成為優(yōu)勢頻段,主頻由中高頻向中頻擴散,可作為斷裂失穩(wěn)的前兆信息。3)空間定位:泥質(zhì)粉砂巖事件點在加載尖端區(qū)域形成裂紋成核區(qū);花崗巖及垂直層理大理巖裂紋在斷裂過程區(qū)內(nèi)大量集結(jié);水平層理大理巖兩個加載端連線區(qū)域形成剪切破裂集中帶;巖石失穩(wěn)破壞階段,除水平層理的大理巖試樣最終都產(chǎn)生了明顯的張拉斷裂。4)斷裂特征演化:基于裂紋臨界長度、表面能公式以及能量守恒原理對聲發(fā)射特... 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Ⅰ型斷裂力學(xué)特性及斷裂機理研究
        1.2.2 巖性影響下Ⅰ型斷裂特征研究
        1.2.3 巖石斷裂特性聲發(fā)射研究
    1.3 研究目標及內(nèi)容
    1.4 技術(shù)路線圖
第2章 理論基礎(chǔ)
    2.1 巖石斷裂類型與聲發(fā)射的產(chǎn)生
    2.2 聲發(fā)射信號采集方法
    2.3 聲發(fā)射時域參數(shù)分析
    2.4 聲發(fā)射頻域參數(shù)分析
        2.4.1 主頻提取方法
        2.4.2 小波分析
    2.5 聲發(fā)射定位技術(shù)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 三點彎曲條件下巖石Ⅰ型破裂聲發(fā)射試驗
    3.1 三點彎曲條件下聲發(fā)射試驗
        3.1.1 試樣制備
        3.1.2 礦物成分
        3.1.3 試驗設(shè)備
        3.1.4 試驗過程
    3.2 試驗結(jié)果分析
        3.2.1 破裂模式分析
        3.2.2 強度與變形特征
    3.3 本章小結(jié)
第4章 巖石Ⅰ型斷裂聲發(fā)射多元信息研究
    4.1 巖石Ⅰ型斷裂聲發(fā)射時域特征分析
        4.1.1 泥質(zhì)粉砂巖聲發(fā)射事件率、能率特征
        4.1.2 花崗巖聲發(fā)射事件率、能率特征
        4.1.3 平行及垂直層理大理巖聲發(fā)射事件率、能率特征
    4.2 巖石Ⅰ型斷裂聲發(fā)射頻域特征分析
        4.2.1 主頻分布及能量演化分析
        4.2.2 小波能量演化特征分析
    4.3 巖石Ⅰ型斷裂聲發(fā)射空間定位演化分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 巖石Ⅰ型斷裂聲發(fā)射差異性討論及損傷演化
    5.1 巖性、層理因素對聲發(fā)射特征影響分析
        5.1.1 巖性對聲發(fā)射影響
        5.1.2 層理方向?qū)β暟l(fā)射影響
    5.2 裂紋模式及損傷演化特征
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
導(dǎo)師簡介
作者簡介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]張拉作用下頁巖裂縫擴展演化機制研究[J]. 衡帥,劉曉,李賢忠,張小東,楊春和.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2019(10)
[2]忻州窯煙煤Ⅰ型和Ⅱ型斷裂特性的半圓彎曲試驗對比研究[J]. 趙毅鑫,孫荘,劉斌.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2019(08)
[3]煤層頂板砂巖微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)特征分析[J]. 梁亞飛,李化敏,李回貴,宋遠,申路路.  地下空間與工程學(xué)報. 2018(S2)
[4]Ⅰ型裂縫經(jīng)弱界面鈍化擴展實驗研究[J]. 董康興,王素玲,李金波,房鑫垚.  力學(xué)與實踐. 2018(06)
[5]三點彎曲條件下薄層狀巖體單層厚度對裂紋擴展路徑的影響[J]. 王燚釗,崔振東,李明,韓偉歌,張建勇.  工程地質(zhì)學(xué)報. 2018(05)
[6]干燥和飽水狀態(tài)下含層理構(gòu)造板巖巴西劈裂實驗?zāi)芰垦芯縖J]. 朱思塵,李江騰.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(08)
[7]半圓盤三點彎曲法測定頁巖斷裂韌度(KIC)的實驗研究[J]. 趙子江,劉大安,崔振東,唐鐵吾,韓偉歌.  巖土力學(xué). 2018(S1)
[8]不同偏置裂紋充填體斷裂特性試驗[J]. 徐文彬,曹培旺,程世康.  巖土力學(xué). 2018(05)
[9]飽水與晶體粒度對北山花崗巖斷裂韌度影響的試驗研究[J]. 李瑩,陳亮,劉建鋒,劉健,王春萍,王駒.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(S1)
[10]層理性頁巖斷裂韌性的加載速率效應(yīng)試驗研究[J]. 呂有廠.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(06)

博士論文
[1]層理頁巖水/氣壓裂破裂機理與損傷演化規(guī)律研究[D]. 張向向.中國礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]頁巖氣藏多重介質(zhì)流—固耦合滲流規(guī)律研究[D]. 馬東旭.北京科技大學(xué) 2019
[3]干濕循環(huán)作用下石膏質(zhì)巖劣化特征與機制研究[D]. 王明芳.中國地質(zhì)大學(xué) 2018

碩士論文
[1]泥巖電化學(xué)改性試驗研究[D]. 白金波.太原理工大學(xué) 2019
[2]微波照射條件下熱濕作用巖石強度劣化試驗研究[D]. 李濤.西安科技大學(xué) 2019



本文編號：3715509