大理岩在不同应力路径下的声发射特性及其变化规律

本研究论文《不同应力路径下大理岩声发射特性试验研究》聚焦于岩石力学领域的实验分析，特别是在大理岩在不同应力状态下的声发射行为。作者张宁博等人使用了先进的实验设备，如TAW-2000高温岩石三轴伺服试验机和德国VallenASY-6声发射信号采集系统，对大理岩在单轴压缩、等幅循环加卸载和分级循环加卸载条件下的声发射特征进行了深入探讨。 在单轴压缩试验中，研究人员发现声发射的主要频率带主要分布在低于200kHz和300kHz这两个区域。随着加载应力的增加，声发射的主频呈现从低频向高频转移的趋势，而主频幅值则总体呈现出下降的模式。这揭示了应力对大理岩内部结构和损伤过程的影响，主频的变化可以作为评估其力学性能的重要指标。 此外，论文提出了一个全新的声发射波形信息指标——次主比α，用来更细致地描述声发射信号的动态特性。研究结果显示，在单轴压缩过程中，次主比α表现出上升的趋势，这可能是由于应力作用下材料内部缺陷或裂纹发展的反映。 对于分级循环加卸载过程，尽管Kaiser点和Felicity点的主频变化不明显，但Felicity点的次主比相对较大，显示出在循环加载过程中，Felicity效应（即材料在应力循环加载下的特殊响应）更为显著。通过将第二循环中与首循环峰值应力等值的声发射事件数量作为衡量Kaiser效应“明显增多”的标准，研究人员得以观察到Felicity效应的动态演变。 这篇研究对于理解大理岩在不同应力路径下的行为，尤其是在煤炭开采和地下结构设计中的应用具有重要的参考价值，因为它提供了关于岩石内部损伤和稳定性的重要信息。同时，它也展示了如何利用现代声发射技术来监测和预测岩石的力学行为，这对于提高工程安全性和优化采矿技术具有实际意义。