煤岩声发射特性与损伤演化研究——基于不同围压实验

"该论文主要探讨了不同围压下煤岩声发射的基本特性和损伤演化。通过使用PCI-2声发射系统，研究人员在四川芙蓉白皎煤矿进行了实验，针对0、8、16、25 MPa四种不同的围压条件下，对煤岩进行声发射测试，以揭示其破坏过程中的声发射行为。这些行为包括振铃计数率的变化、声发射事件的时空分布以及声发射b值等关键指标。此外，论文还涉及了煤岩在高压环境下的损伤演化规律，这对于理解和预测矿井中的岩体稳定性具有重要意义。" 在这篇研究中，作者关注的是岩石力学领域的一个重要方面——煤岩在不同压力条件下的声发射特性。声发射技术是一种无损检测方法，它能够实时监测材料内部的微小应变和损伤积累，从而预测材料的破坏行为。在煤岩中，声发射活动与岩石的应力状态、微裂纹形成和扩展密切相关。在0至25 MPa的围压范围内，煤岩的声发射活动会随着压力的增加而呈现出不同的模式，这可能反映了煤岩内部结构的变化和损伤程度的加深。 振铃计数率是声发射活动的一个重要指标，它表示单位时间内接收到的声发射信号数量。通过分析这一指标，可以了解煤岩在不同压力下的破坏动态。随着围压增大，振铃计数率的增加可能表明煤岩内部微裂纹活动加剧，预示着岩石结构的脆弱性增强。 声发射事件的时空分布则提供了关于煤岩内部应力集中和裂纹扩展的空间信息。通过这些数据，研究人员可以绘制出煤岩破坏的“声发射地图”，揭示裂纹的形成和传播路径，这对于理解岩体稳定性及预防矿山事故至关重要。 声发射b值是另一个关键参数，它通常用来表征材料的破坏前兆。b值降低通常意味着材料接近破坏，因为声发射事件的能量分布变得更加广泛。因此，通过监测b值的变化，可以提前预警煤岩的潜在破坏。 论文还提到了其他相关研究，如加载速率对大尺寸试样破裂特性的影响，边坡稳定性分析，深部巷道的变形特性与支护时机，断层端部裂纹扩展的模拟试验，以及高温巷道的热环境对隔热支护结构的影响。这些研究共同构成了一个更全面的视角，深入理解了岩体在复杂地质条件下的行为。 这篇论文通过对不同围压下煤岩声发射特性的详细研究，不仅深化了我们对煤岩力学性质的理解，也为矿井安全管理和岩体工程设计提供了理论依据。同时，它强调了声发射技术在监测岩体损伤演化中的重要作用，对于预防和控制矿山灾害具有实际应用价值。