本文關(guān)鍵詞：分級加卸載條件下紅砂巖蠕變破壞聲發(fā)射特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京科技大學》 2015年

分級加卸載條件下紅砂巖蠕變破壞聲發(fā)射特性研究

龔囪  

【摘要】：蠕變性質(zhì)是巖石的固有屬性,它是引起工程巖體破壞最重要的原因之一。目前,對巖石在動載作用下的變形特征與破壞預(yù)測方法的研究已取得了一定的成果。然而,對巖石蠕變破壞進行預(yù)測、預(yù)報方面的研究報道相對較少。因此,研究巖石在蠕變過程中的響應(yīng)特征,探尋巖石蠕變破壞的預(yù)測方法具有重要的意義。 本文以國家自然基金項目“分級循環(huán)加卸載條件下巖石蠕變損傷及破壞的聲發(fā)射特性研究”(No.51064010)項目為依托,對紅砂巖進行了分級加卸載條件下的蠕變聲發(fā)射試驗。對比分析了試件軸向與橫向蠕變的特征,以及試件在不同加載應(yīng)力條件下蠕變過程中的聲發(fā)射特征；在此基礎(chǔ)上,建立了可反映紅砂巖蠕變變形特征的非定常西原黏彈塑蠕變模型,提出了基于聲發(fā)射監(jiān)測的紅砂巖蠕變破壞的預(yù)測方法；最后,通過引入應(yīng)力腐蝕模型,在細觀上分析了試件在蠕變破壞過程中微裂紋的演化特征。 研究結(jié)果表明：(1)當加載應(yīng)力小于紅砂巖長期強度時,試件處于體積變形狀態(tài)下,試件主要以軸向蠕變?yōu)橹�；當加載應(yīng)力等于(接近)紅砂巖長期強度時,試件處于體積不變狀態(tài)下,試件橫向蠕變逐漸顯現(xiàn)；當加載應(yīng)力大于紅砂巖長期強度時,試件處于體積擴容狀態(tài)下,橫向蠕變的應(yīng)變速率大于軸向蠕變的應(yīng)變速率。在不同加載應(yīng)力條件下,試件進入等速蠕變階段的歷時,以及在等速蠕變階段的應(yīng)變速率與加載應(yīng)力分別呈現(xiàn)線性關(guān)系與冪函數(shù)關(guān)系；并且,紅砂巖的蠕變變形特征可用非定常西原黏彈塑蠕變模型來表達。(2)紅砂巖在蠕變過程中伴隨著較為明顯的聲發(fā)射現(xiàn)象。在減速蠕變與等速蠕變階段,聲發(fā)射事件率與能率隨蠕變時間的增大而減小,并且它們的數(shù)值與下降的幅度與試件體積變形有關(guān)；但在加速蠕變階段末期,它們的數(shù)值會大幅度的增大。當試件處于體積變形狀態(tài)下,聲發(fā)射振幅與聲發(fā)射b值隨蠕變時間的增大分別表現(xiàn)為減小與增大的趨勢,而聲發(fā)射能量分形維數(shù)隨蠕變時間的增大會最終趨于某一數(shù)值；試件在體積不變與體積擴容狀態(tài)下(試件進入加速蠕變階段之前),聲發(fā)射振幅與聲發(fā)射b值基本不變,但聲發(fā)射能量分形總體呈現(xiàn)減小的趨勢。(3)在等速蠕變與加速蠕變分界點處,以及試件臨近蠕變破壞時,聲發(fā)射振幅均出現(xiàn)明顯的躍遷現(xiàn)象。相應(yīng)的聲發(fā)射主頻由125kHz～156.25kHz增大為218.75kHz～250kHz.而在整個加速蠕變過程中,聲發(fā)射b值與能量分形維數(shù)先后表現(xiàn)為減小、增大,再次減小的特征。該特征可作為紅砂巖蠕變破壞的前兆特征,或蠕變破壞的預(yù)測方法。(4)巖石在蠕變過程中所表現(xiàn)出的聲發(fā)射特征,其實質(zhì)是微裂紋演化的結(jié)果。在單軸蠕變破壞過程中,紅砂巖主要以拉張破壞為主,剪切裂紋出現(xiàn)在加速蠕變階段的末期,并且裂紋數(shù)明顯大于單軸壓縮條件下的裂紋數(shù)。大破裂強度的聲發(fā)射源所構(gòu)成的形態(tài)基本與試件宏觀破裂面形態(tài)一致。因此,在一定程度上,可根據(jù)聲發(fā)射破裂強度的大小對紅砂巖潛在破裂面進行預(yù)測。當給試件施加一定圍壓時,試件延性增強,蠕變量增大。試件拉張裂紋數(shù)隨圍壓的增大而減少,但剪切裂紋數(shù)隨圍壓的增大而增多,并且剪切裂紋的出現(xiàn)貫穿于整個蠕變過程。 以上研究結(jié)果可為預(yù)測其它類型巖石蠕變破壞提供一定的參考,具有一定的借鑒價值與工程應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU45
【目錄】：

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【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 石振明;張力;;錦屏綠片巖分級卸荷流變規(guī)律研究[J];地下空間與工程學報;2010年04期

2 紀洪廣;侯昭飛;張磊;孔凡標;;載荷巖石材料在加載-卸荷擾動作用下聲發(fā)射特性[J];北京科技大學學報;2011年01期

3 曾正文，馬瑾，劉力強，劉天昌;巖石破裂擴展過程中的聲發(fā)射b值動態(tài)特征及意義[J];地震地質(zhì);1995年01期

4 曾憲偉;趙衛(wèi)明;盛菊琴;;小波包分解樹結(jié)點與信號子空間頻帶的對應(yīng)關(guān)系及其應(yīng)用[J];地震學報;2008年01期

5 金豐年,范華林;巖石的非線性流變損傷模型及其應(yīng)用研究[J];解放軍理工大學學報(自然科學版);2000年03期

6 蘇承東;翟新獻;李寶富;李懷慶;;砂巖單三軸壓縮過程中聲發(fā)射特征的試驗研究[J];采礦與安全工程學報;2011年02期

7 陳有亮;巖石蠕變斷裂特性的試驗研究[J];力學學報;2003年04期

8 鄒銀輝,文光才,胡千庭,許進鵬;巖體聲發(fā)射傳播衰減理論分析與試驗研究[J];煤炭學報;2004年06期

9 楊彩紅;王永巖;李劍光;高菲;;含水率對巖石蠕變規(guī)律影響的試驗研究[J];煤炭學報;2007年07期

10 苗勝軍;樊少武;蔡美峰;陳長臻;;基于加卸載響應(yīng)比的載荷巖石動力學特征試驗研究[J];煤炭學報;2009年03期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭艷華;郭志昆;;巖土工程反分析的初步探討[J];四川建筑科學研究;2006年03期

2 裔裕峰;謝慧才;;鋼絲網(wǎng)鋼筋加固混凝土圓柱抗軸壓破壞性能的聲發(fā)射特性實驗研究[J];四川建筑科學研究;2008年02期

3 李月;劉立;李玉梅;張中興;梁偉;;地基層狀巖石縱波波速與密度相關(guān)性試驗研究[J];四川建筑科學研究;2009年01期

4 程華龍,郝加和;水對不良工程地質(zhì)影響的分析[J];安徽地質(zhì);2002年04期

5 崔可銳;侯方;;安徽蘆嶺—朱仙莊煤礦的構(gòu)造特征和構(gòu)造演化[J];安徽地質(zhì);2004年03期

6 陳澤宇;呂文閣;杜健輝;;裂紋頂端塑性區(qū)內(nèi)方向應(yīng)變能的裂紋擴展準則[J];安徽工程科技學院學報(自然科學版);2005年04期

7 施筍;龐建勇;龍卿吉;;礦山邊坡穩(wěn)定性分析及其工程應(yīng)用[J];安徽工程科技學院學報(自然科學版);2006年02期

8 徐士良;;基于滑動裂紋模型的巖石損傷統(tǒng)計本構(gòu)模型[J];安徽建筑工業(yè)學院學報(自然科學版);2012年02期

9 徐銀燕;;隧道工程圍巖穩(wěn)定性影響因素分析與破壞基本判據(jù)[J];安徽建筑;2009年05期

10 顏和平;李典友;;水對不良工程地質(zhì)影響的分析[J];安徽農(nóng)學通報;2007年13期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳金輝;康毅力;李大奇;游利軍;;致密砂巖儲層裂縫面結(jié)構(gòu)模型及應(yīng)力敏感性研究[A];滲流力學與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學學術(shù)大會論文集[C];2011年

2 Boris J.P.Kaus;;Thermal localization as a potential mechanism to rift cratons[A];中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所第11屆（2011年度）學術(shù)年會論文集(上)[C];2012年

3 章仕靈;邵順安;陳海兵;李先章;鄧濤;;閩南風化凝灰熔巖強度特性的試驗研究[A];運營安全與節(jié)能環(huán)保的隧道及地下空間建設(shè)第2屆學術(shù)研討會交流報告[C];2011年

4 蔡光順;段海峰;江昌民;董山;;綜采工作面無線傳輸?shù)V山壓力監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用研究[A];2010全國采礦科學技術(shù)高峰論壇論文集[C];2010年

5 盛建紅;廖文景;李偉明;;高山石膏礦井下礦柱安全系數(shù)計算及分析[A];2010'中國礦業(yè)科技大會論文集[C];2010年

6 劉鵬博;李路;姚永超;明世祥;;基于礦巖性質(zhì)模糊聚類分析的巷道分級支護研究[A];2011年中國礦業(yè)科技大會論文集[C];2011年

7 吳吉南;張德琦;;陷落柱內(nèi)輔運大巷膨脹地壓治理技術(shù)探討[A];第七次煤炭科學技術(shù)大會文集（上冊）[C];2011年

8 王蒙;陽能軍;王新剛;;聲發(fā)射檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[A];第十屆全國振動理論及應(yīng)用學術(shù)會議論文集（2011）上冊[C];2011年

9 祝效華;湯歷平;吳華;賈彥杰;石昌帥;;高頻扭轉(zhuǎn)沖擊作用下硬地層破巖機理研究[A];第十屆全國振動理論及應(yīng)用學術(shù)會議論文集（2011）下冊[C];2011年

10 王明;李庶林;;聲發(fā)射技術(shù)在結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測中的研究與應(yīng)用概述[A];第六屆全國工程結(jié)構(gòu)安全防護學術(shù)會議論文集[C];2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏風清;煤與瓦斯突出的物理爆炸模型及預(yù)測指標研究[D];河南理工大學;2010年

2 趙同彬;深部巖石蠕變特性試驗及錨固圍巖變形機理研究[D];山東科技大學;2009年

3 陳紹杰;深部條帶煤柱長期穩(wěn)定性基礎(chǔ)實驗研究[D];山東科技大學;2009年

4 楊敬源;井壁穩(wěn)定性若干力學問題的研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

5 何峰;巖石蠕變—滲流耦合作用規(guī)律研究[D];遼寧工程技術(shù)大學;2010年

6 李剛;水巖耦合作用下軟巖巷道變形機理及其控制研究[D];遼寧工程技術(shù)大學;2009年

7 郭保華;循環(huán)加載下巖石裂隙變形與滲流的試驗研究[D];河南理工大學;2010年

8 韓強;CFRP-混凝土界面粘結(jié)滑移機理研究[D];華南理工大學;2010年

9 張華;沖擊荷載作用下巖石動態(tài)損傷特性研究[D];昆明理工大學;2009年

10 鄧華鋒;庫水變幅帶水—巖作用機理和作用效應(yīng)研究[D];武漢大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 桑培淼;注水強化松軟煤壁穩(wěn)定性的規(guī)律及工藝參數(shù)研究[D];河南理工大學;2010年

2 呼慶華;近井筒開采引起覆巖移動變形破壞規(guī)律及其治理技術(shù)研究[D];河南理工大學;2010年

3 唐杰兵;平煤十一礦軟巖破壞巷道修復(fù)治理研究[D];河南理工大學;2010年

4 尚群;趙莊礦3#煤層瓦斯抽采鉆孔合理封孔深度研究[D];河南理工大學;2010年

5 宋家勇;安林煤礦炮放面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及頂煤冒放性預(yù)測研究[D];河南理工大學;2010年

6 潘建武;含單一天然弱面巖石試樣的力學特性研究[D];河南理工大學;2010年

7 李波;義安礦水力沖孔卸壓增透消突技術(shù)研究[D];河南理工大學;2010年

8 何壽迎;黃島LPG地下儲庫穩(wěn)定性分析及支護設(shè)計優(yōu)化[D];山東科技大學;2010年

9 劉貞剛;煤巖體破裂的微地震響應(yīng)特征研究[D];山東科技大學;2010年

10 馮銀銀;隧道圍巖應(yīng)力與位移數(shù)值模擬與分析[D];山東科技大學;2010年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王紅偉,王希良,彭蘇萍,周瑞光;軟巖巷道圍巖流變特性試驗研究[J];地下空間;2001年S1期

2 劉保國,孫鈞;巖體流變本構(gòu)模型的辨識及其應(yīng)用[J];北方交通大學學報;1998年04期

3 來興平,張立杰,蔡美峰;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在大尺度采空區(qū)損傷演化統(tǒng)計與預(yù)測中應(yīng)用[J];北京科技大學學報;2003年04期

4 許江;李樹春;唐曉軍;陶云奇;楊紅偉;;基于聲發(fā)射的巖石疲勞損傷演化[J];北京科技大學學報;2009年01期

5 林大超,施惠基,白春華,張奇;爆炸地震效應(yīng)的時頻分析[J];爆炸與沖擊;2003年01期

6 楊彩紅;毛君;李劍光;;改進的蠕變模型及其穩(wěn)定性[J];吉林大學學報(地球科學版);2008年01期

7 付小敏;典型巖石單軸壓縮變形及聲發(fā)射特性試驗研究[J];成都理工大學學報(自然科學版);2005年01期

8 徐平 ,夏熙倫;三峽樞紐巖體結(jié)構(gòu)面蠕變模型初步研究[J];長江科學院院報;1992年01期

9 丁秀麗,劉建,劉雄貞;三峽船閘區(qū)硬性結(jié)構(gòu)面蠕變特性試驗研究[J];長江科學院院報;2000年04期

10 鄔愛清;周火明;胡建敏;鐘作武;朱杰兵;陳漢珍;郝慶澤;;高圍壓巖石三軸流變試驗儀研制[J];長江科學院院報;2006年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蔡美峰;來興平;;聲發(fā)射在復(fù)合材料支護采空區(qū)非線性動力失穩(wěn)監(jiān)測中的應(yīng)用[A];巖石力學新進展與西部開發(fā)中的巖土工程問題——中國巖石力學與工程學會第七次學術(shù)大會論文集[C];2002年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 楊圣奇;巖石流變力學特性的研究及其工程應(yīng)用[D];河海大學;2006年

2 范慶忠;巖石蠕變及其擾動效應(yīng)試驗研究[D];山東科技大學;2006年

3 齊明山;大變形軟巖流變性態(tài)及其在隧道工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究[D];同濟大學;2006年

4 朱杰兵;高應(yīng)力下巖石卸荷及其流變特性研究[D];中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）;2009年

5 肖建清;循環(huán)荷載作用下巖石疲勞特性的理論與實驗研究[D];中南大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 丁志坤;巖石粘彈性非定常蠕變方程的參數(shù)辨識[D];山東科技大學;2003年

2 焦春茂;巖體非定常流變模型的有限元計算及位移反分析[D];山東科技大學;2005年

3 李金蘭;巖體非定常粘彈塑性有限元分析及位移反分析[D];山東科技大學;2006年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉多文,熊承仁;紅砂巖路用性質(zhì)的試驗研究[J];中南公路工程;2003年04期

2 鄧覲宇;紅砂巖的崩解特性研究[J];中南公路工程;2003年04期

3 黃朝有;提高紅砂巖爆破效率的方法[J];鐵道建筑技術(shù);2003年02期

4 袁從華,倪俊;高速公路中紅砂巖滑坡特征及整治[J];巖土力學;2004年05期

5 陳曉斌;張家生;趙同順;;紅砂巖粗粒土彈塑性雙屈服面模型試驗研究[J];塑性工程學報;2007年02期

6 卿篤干;朱自強;楊鎧;;常吉高速沿線紅砂巖工程地質(zhì)特性研究[J];公路工程;2008年06期

7 文素琴;;紅砂巖路基施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J];公路工程;2008年03期

8 黃杰;;東常高速公路紅砂巖路基處理方法研究[J];中國西部科技;2008年28期

9 胡新民;;紅砂巖水化特性及其路用改良技術(shù)研究[J];公路工程;2010年01期

10 藍田;;紅砂巖特性分析與路基修筑技術(shù)探討[J];四川建筑;2010年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉多文;熊承仁;;紅砂巖的漸進崩解特性試驗研究[A];中國公路學會2002年學術(shù)交流論文集[C];2002年

2 王孟華;;紅砂巖路塹邊坡的水害與防治對策[A];廣東省公路學會道路工程專業(yè)委員會學術(shù)交流論文集[C];2005年

3 馮義卿;鄧經(jīng)國;陳國強;游思權(quán);;紅砂巖填筑路基的沖壓補強探討[A];2002年道路工程學會學術(shù)交流會論文集[C];2002年

4 鄧覲宇;趙明華;;高速公路紅砂巖路基修筑技術(shù)[A];第一屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集公路設(shè)計與施工卷[C];2002年

5 孫敦華;;紅砂巖對鉆孔樁樁壁摩阻力的研究[A];中國公路學會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學會2001年橋梁學術(shù)討論會論文集[C];2001年

6 胡昕;洪寶寧;周宇泉;;從微細結(jié)構(gòu)角度分析紅砂巖的強度特性[A];第一屆中國水利水電巖土力學與工程學術(shù)討論會論文集（上冊）[C];2006年

7 謝強;;掃描電鏡下紅砂巖破裂過程的連續(xù)觀察[A];首屆全國青年巖石力學學術(shù)研討會論文集[C];1991年

8 邱立誠;黃東;袁偉強;鐘雪平;;河源恐龍腳印化石與惠州恐龍蛋化石[A];第九屆中國古脊椎動物學學術(shù)年會論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 本報記者 劉燕;[N];東莞日報;2009年

2 西江日報記者 陳明紅;[N];西江日報;2012年

3 黃建新　羅仲尤;[N];光明日報;2002年

4 黃建新;[N];人民日報海外版;2002年

5 張勇 陳景柏;[N];九江日報;2006年

6 楊輝柏　楊光華 鄢明民;[N];湖南日報;2009年

7 羅仲尤　李璀　記者　李倫娥;[N];中國教育報;2003年

8 記者 秦仲陽 通訊員 李遠飛;[N];信息時報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 蔣建清;紅砂巖粗粒土加筋擋墻力學機理和地震穩(wěn)定性研究[D];中南大學;2010年

2 周斌;湘西紅砂巖順層邊坡穩(wěn)定可靠度分析和風險評估[D];中南大學;2010年

3 陸華;沖擊荷載下紅砂巖流固耦合的動力響應(yīng)及損傷效應(yīng)研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2013年

4 龔囪;分級加卸載條件下紅砂巖蠕變破壞聲發(fā)射特性研究[D];北京科技大學;2015年

5 宋立偉;西北地區(qū)凍結(jié)巖石力學特性及爆破損傷評價模型試驗研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曾清林;水對泥質(zhì)紅砂巖的影響研究[D];華南理工大學;2012年

2 余立群;瑞尋高速公路紅砂巖的工程特性及邊坡穩(wěn)定性分析[D];東華理工大學;2012年

3 彭華燁;濕熱山區(qū)高速公路紅砂巖路基修筑技術(shù)研究[D];南昌大學;2012年

4 吳川;膨脹性紅砂巖邊坡破壞機理及加固技術(shù)研究[D];長沙理工大學;2013年

5 武永;溫度/載荷作用下紅砂巖損傷機理與聲發(fā)射特征研究[D];中國礦業(yè)大學;2014年

6 伍劍奇;泥質(zhì)紅砂巖筑路材料的工程性質(zhì)研究[D];華南理工大學;2010年

7 唐彩云;紅砂巖路堤的強夯處理與沉降特性研究[D];長沙理工大學;2012年

8 郭志柳;細顆粒紅砂巖風化土沖擊加固研究[D];江西理工大學;2012年

9 張年勝;紅砂巖邊坡穩(wěn)定性分析及治理研究[D];長沙理工大學;2012年

10 杜勇立;土工格柵加筋紅砂巖粗粒土擋墻試驗研究與數(shù)值分析[D];湖南大學;2010年

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