含水砂岩单轴压缩特性：强度损伤与声发射研究

"单轴压缩下含水砂岩强度损伤及声发射特征 (2013年)" 是一篇关于地质力学和矿井安全的科研论文，由中国矿业大学的研究团队完成。文章主要探讨了宁夏宁东煤田主采煤层顶板中的含水砂岩在受到采动影响时的力学特性，特别是其在单轴压缩条件下的强度损失和声发射行为。 论文首先介绍了宁东煤田顶板含水砂岩的地质背景，指出这种砂岩在开采过程中容易发生变形和失稳。研究人员通过实验室实验，对含水砂岩的成分进行了定量分析，发现其中富含黏土矿物。实验结果显示，砂岩在烘干和浸水6小时后，其含水率会趋于稳定。进一步的研究表明，含水率的增加会导致砂岩的单轴抗压强度和弹性模量以指数方式降低，这意味着含水量对砂岩的力学性能有显著影响。 在声发射试验部分，研究发现，在干燥状态下，含水砂岩的声发射计数峰值与应力峰值同步，即声发射活动与岩石应力状态紧密相关。然而，随着含水率的增加，这一现象发生了变化，声发射计数峰值出现滞后于应力峰值的情况，呈现出所谓的"延迟"特征。这种延迟现象可能预示着含水砂岩在承受压力时的破坏过程更加复杂，可能涉及到水分迁移和结构松弛等因素。 基于这些发现，论文提出了预测预报此类含水砂岩顶板稳定性的技术思路。通过监测声发射信号的变化，可以更准确地识别砂岩的应力状态和潜在的稳定性问题，从而为矿井的安全开采提供科学依据。这一研究对于理解含水砂岩的工程性质，预防矿井事故，以及优化采矿设计具有重要的理论和实践意义。 关键词包括：单轴压缩、含水砂岩、强度损伤、声发射特征，这些关键词反映了研究的核心内容和技术方法。文章的文献标识码为A，表明这是一篇原创性研究论文，属于工程技术领域。 这篇论文详细研究了含水砂岩在不同含水条件下的力学响应，特别是其在单轴压缩下的强度变化和声发射行为，为矿井安全提供了新的理论支持和实践指导。