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基于临界慢化理论的细砂岩破坏前兆试验研究 被引量：11
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作者 朱星 唐垚 +3 位作者 范杰 胡桔维 刘俊峰 贺春蕾 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期53-61,共9页
为探究单轴荷载作用下含预制裂隙细砂岩的临界慢化特征与失稳前兆,利用MTS加载系统对不同预制裂隙角度的细砂岩开展单轴加载和同步声发射(Acoustic Emission,AE)探测试验,基于临界慢化理论方法对岩石试验损伤破坏过程的声发射特征参数(R... 为探究单轴荷载作用下含预制裂隙细砂岩的临界慢化特征与失稳前兆,利用MTS加载系统对不同预制裂隙角度的细砂岩开展单轴加载和同步声发射(Acoustic Emission,AE)探测试验,基于临界慢化理论方法对岩石试验损伤破坏过程的声发射特征参数(RA/AF、持续时间、上升时间)进行系统分析,研究结果表明:(1)在单轴加载条件下,当含预制裂隙的细砂岩石从损伤破裂相态转向失稳破坏相态时,会出现分散涨落现象,即呈现明显的临界慢化现象,表现为方差和自相关系数的骤然增大。(2)窗口长度和滞后步长对方差的前兆特征出现时间没有明显影响,而对自相关系数的波动性有较大影响,当窗口长度和滞后步长较小时,自相关系数波动较大;当窗口长度和滞后步长较大时,自相关系数波动较小。(3)声发射RA/AF值、持续时间、上升时间的方差和自相关系数前兆信号突变时间相同,波形起伏相似,且出现在新的微裂纹萌生的不可逆塑性变形阶段,故声发射RA/AF、持续时间、上升时间的方差和自相关系数增大可作为失稳前兆特征信息。(4)自相关系数相比方差而言波动较大,因此可将方差作为岩石损伤破坏向失稳破坏转变的主要判据,自相关系数作为辅助判据。研究成果可对滑坡、崩塌、采矿、隧道等突发性强、外部变形不明显的岩质脆性破坏的短临监测预警提供重要参考。 展开更多
关键词 岩石力学 能量释放 预制裂隙砂岩 岩石破坏前兆 临界慢化理论
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岩石破坏前兆的k-均值聚类识别方法
2
作者 李国墙 张军徽 +1 位作者 杨金诺 宋义敏 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第1期112-117,共6页
为研究岩石在外力扰动下发生突发性破坏时,与岩石破坏前兆密切相关的声发射信号,基于k-均值聚类方法的特征,开展了红砂岩单轴压缩声发射试验,以声发射信号的能量、幅度、上升时间、持续时间和振铃计数5个参数作为特征向量,进行k-均值聚... 为研究岩石在外力扰动下发生突发性破坏时,与岩石破坏前兆密切相关的声发射信号,基于k-均值聚类方法的特征,开展了红砂岩单轴压缩声发射试验,以声发射信号的能量、幅度、上升时间、持续时间和振铃计数5个参数作为特征向量,进行k-均值聚类分析,获得了3种不同类型的声发射信号,并开展了时序演化分析。结果表明,第一类和第二类声发射信号自弹性阶段开始便持续密集出现,直至试验结束,无明显演化异常的阶段性变化;第三类信号在弹性变形阶段零星出现,在变形局部化阶段突变为持续密集出现,有明显的演化异常,与岩石的破坏机理相符,且异常时间点与散斑云图突变时间点相同,该类信号还具有能量占比大、信号数量占比小的特征,能够反映岩石破坏前兆信息,适用于岩石破坏预警。 展开更多
关键词 聚类分析 K-均值聚类 岩石破坏前兆 声发射 时序演化
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