预制裂纹岩石变形破坏过程中微震和电荷感应信号规律研究

论文摘要

岩石中的裂隙对岩石的力学性质具有重要的影响,使矿山开采、地下隧道、水利水电等工程中发生灾害的概率增加。利用预制裂纹岩石变形破坏过程中产生的微震和电荷感应信号对灾害及时预测预报并采取相应措施可降低灾害的发生。微震和电荷感应信号可以从多角度反映预制裂纹岩石应力变化,提高监测系统的捕捉能力,增加预测预报的准确率。本文以物理试验为主要研究方法,建立了预制裂纹岩石破坏过程微震和电荷感应监测系统。研究了不同倾角预制裂纹、不同加载速率和不同种类预制裂纹岩石在单轴压缩条件下,微震和电荷感应信号的变化规律。研究结果表明:在相同加载速率下,完整岩样和0°预制裂纹岩样发生劈裂破坏,90°预制裂纹岩样发生压碎破坏,随预制裂纹倾角由60°→45°→30°减小,岩样由拉剪复合破坏转变为剪切滑移破坏,岩样的峰值应力降低。预制裂纹岩样在应力峰前就有微震和电荷感应信号产生。随预制裂纹倾角减小,首次出现高值微震和电荷感应信号的时间逐渐提前。不同加载速率下,随着加载速率的提高,预制裂纹岩样积累变形能的速度加快,应力调整的过程逐渐提前,预制裂纹岩石的单轴抗压强度增强。不同种类预制裂纹岩石中,随着岩石强度的增大,预制裂纹岩石变形破坏过程中的微震和电荷感应信号事件数和信号强度增大。预制裂纹砂岩和预制裂纹花岗岩变形破坏过程中微震和电荷感应信号频率都在200 Hz以下。预制裂纹砂岩微震信号主要集中在0-80 Hz,预制裂纹花岗岩微震信号主要集中在0-40 Hz。电荷感应信号有几个优势频率,两种岩石的优势频率不完全相同。该论文有图39幅,表3个,参考文献91篇。

论文目录

致谢

摘要

abstract

变量注释表

1 绪论

1.1 研究问题的提出及意义

1.2 研究现状

1.3 存在的问题及不足

1.4 主要研究内容及技术路线

2 预制裂纹岩石破坏过程微震和电荷感应信号产生机理

2.1 微震信号产生机理

2.2 微震传感器工作原理

2.3 电荷感应信号产生机理

2.4 电荷传感器工作原理

2.5 本章小结

3 不同倾角预制裂纹岩石变形破坏过程中微震和电荷感应试验研究

3.1 试验方案及试样制作

3.2 试验系统

3.3 试验步骤

3.4 预制裂纹岩样变形破坏特征分析

3.5 岩样电荷感应信号和微震信号特征分析

3.6 本章小结

4 加载速度影响的预制裂纹岩石变形破坏过程中微震和电荷感应试验研究

4.1 试验方案及试样制作

4.2 试验系统

4.3 试验步骤

4.4 加载速度影响的预制裂纹岩样破坏力学性质

4.5 岩样电荷感应信号和微震信号特征分析

4.6 岩样微震信号和电荷感应信号均方值分析

4.7 本章小结

5 不同种类预制裂纹岩石变形破坏过程中微震和电荷感应试验研究

5.1 试验方案及试样制作

5.2 试验系统

5.3 试验步骤

5.4 岩样电荷感应信号和微震信号特征分析

5.5 微震信号和电荷感应信号频谱特征

5.6 本章小结

6 结论与展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 程传杰

导师: 赵扬锋

关键词: 预制裂纹,单轴压缩,微震,电荷感应,频率

来源: 辽宁工程技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 辽宁工程技术大学

基金: 国家自然科学基金项目

分类号: TU45

DOI: 10.27210/d.cnki.glnju.2019.000235

总页数: 80

文件大小: 1931K

下载量: 33

预制裂纹岩石变形破坏过程中微震和电荷感应信号规律研究

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢