加载速率影响下的刀具破岩声发射分形特性研究

本文主要探讨了"刀具压入破岩声发射分形特征实验"的研究内容。在一项针对花岗岩的静力破碎实验中，研究人员使用了一字型刀具，并利用AEwin-USB型声发射信号采集系统收集数据。实验的关键在于分析不同加载速率对声发射信号的分形特性的影响。 随着加载速率的提升，刀具对岩石的破碎程度显著增强，这在声发射信号的强度上得到了体现。声发射振铃计数率和能量率曲线成功地描绘了刀具破岩的过程动态，揭示了加载速率变化对声发射活动的直接影响。研究发现，声发射参数序列表现出明显的分形特征，而且这一分形维数呈现出一个规律：随着加载速率的增加，分形维数逐渐减小。这种趋势反映出刀具破岩过程中的复杂性和有序性，以及系统从高维向低维转变的过程，即耗散结构。 分形维数随时间的变化规律，揭示了岩石破坏的演变过程，即从初始的复杂状态经过有序降维直至最终失稳。声发射序列的分维曲线呈现出一个波动上升然后持续降低至最低值的趋势，这一变化模式可以作为岩石破裂不稳定前的预警指标。因此，这项研究不仅提供了理解岩石破碎力学行为的新视角，也为实时监测岩石稳定性提供了科学依据，对于地质工程、矿业开采等领域具有重要的实际应用价值。该研究被归类于地质资源研究领域，中图分类号为TD315，文献标志码A，文章编号为1672-9102(2018)01-0010-06，表明其在学术界的专业性和影响力。