下载文档原格式
岩石破坏过程中的声发射分布规律及其分形特征下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!岩石破坏过程中的声发射分布规律及其分形特征一直是岩石力学与岩土工程领域中备受关注的研究课题。
基于声波参数的岩体爆破损伤区检测方法岩石基础开挖是大型水电工程建设中的重要环节之一,钻孔爆破是目前岩石开挖的主要手段。
在利用炸药的能量对被开挖岩体进行破碎的同时,将对保留岩体产生不可避免的损伤。
工程实践中,开展爆破开挖损伤现场检测和并进行准确判定,是进行爆破损伤控制的前提,而基于声波测试的岩体开挖爆破损伤区检测,是国家标准和行业规范推荐的主要现场检测方法。
论文以白鹤滩水电站坝肩槽开挖爆破损伤现场检测为背景,结合理论分析和室内试验,分析了边坡岩体开挖爆破损伤机理,建立了岩体损伤的纵波上升时间变化率判据、提出了基于纵波上升时间的损伤区检测方法,研发了新型声波换能器,发展了基于声波参数的岩体爆破损伤区检测方法。
论文取得的主要研究成果如下：揭示了岩石开挖爆破损伤区微裂纹分区扩展机制。
研究微裂纹的激活、扩展机理,是理解岩体宏观损伤规律的必要基础。
爆炸荷载在岩石介质中激发的应力场,使得岩石中的应力状态会按照时间顺序,先后处于以下几个阶段：径向应力与环向应力均为压应力的压剪应力状态,径向应力为压应力、环向应力为拉应力的拉剪应力状态,径向应力与环向应力均为拉应力的拉剪应力状态。
当距离爆破孔较近时,压剪应力状态控制了岩石中微裂纹的扩展；随着距离的增大,微裂纹的扩展主要由拉剪应力状态控制。
提出了基于纵波上升时间变化率的岩体爆破损伤区检测方法。
理论分析和室内试验表明,测试孔孔壁与声波换能器之间的距离对测得的纵波速度结果影响较大,并足以影响纵波速度测试结果的准确性,而测得的纵波上升时间则基本不受该距离的影响。
相对纵波速度变化率而言,纵波上升时间变化率对所测岩体物理力学特性的变化更加敏感。
通过对比分析,建立了基于纵波上升时间变化率的爆破损伤判据,较为合理的变化率为≥10%。
而且,采用纵波上升时间变化率来判别爆破损伤区,较采用传统的纵波速度变化率而言,所测得数据的稳定性及可靠性更好。
研发了可以应用纵波振幅进行损伤区检测的声波换能器。
用岩石声发射与岩石损伤分析岩爆发生机制Ξ河北理工学院资源工程系 徐东强ΞΞ 单晓云 张艳博摘 要:文中介绍了利用统计规律和连续损伤力学理论建立了声发射与损伤变量之间线性关系式;用不同孔隙率的阜平大理岩进行了双轴压缩试验,模拟了双向受力状态下的岩爆,研究了其破坏过程中的声发射特征,并从岩石损伤的角度分析了岩爆的发生机制。
关键词:声发射 损伤力学 岩爆1 前言地壳中的岩体本身存在着一个极其复杂的自然应力场。
采掘活动会引起自然应力场的变化,使岩体中的应力重新分布。
在某些条件下,积聚在岩体中的弹性应变能一旦超过岩体的弹性临界状态就会引起岩石的非线性变形,剧烈时可产生岩爆。
岩体在变形破坏过程中会产生应力波和声波,我们称为声发射。
声发射的发生是由于错位的累计而形成的裂纹、晶格错动、或从原有的缺陷发生的脆性破裂及其向外扩张传播,以及由此而引起的内部结构上的变化所释放的能量等等。
研究岩石变形破坏过程中的声发射特性,对于探讨岩体突发失稳的机制及其防治、预报岩爆具有重要作用。
损伤是指在外载荷环境的作用下,由于细观结构的缺陷(如微裂纹、微孔洞等)引起的材料或结构的劣化过程。
损伤力学则是研究含损伤介质的材料性质以及在变形过程中损伤的演化发展直到破坏的力学过程的学科。
损伤力学是近20年来发展起来的一门新的学科,它是材料结构变形与破坏理论的重要组成部分。
损伤力学的研究不仅限于金属材料方面,而且逐渐被引进到岩石、混凝土类材料的强度及结构关系的研究。
几十年来,材料损伤性质的研究发展迅速,在微观、细观及宏观的基础上进行了大量的工作。
有关细观损伤的成核机理、演化规律、细观损伤对宏观力学性质的影响等是当前损伤研究的主要问题。
通过声发射的产生机理和损伤力学的研究内容,我们有理由认为声发射活动与岩石内部的损伤状态之间存在一定的关系,本文通过阜平大理岩双向加载声发射实验和双向受力岩石损伤分析,研究了岩爆的发生机制和岩爆的预报。
2 损伤变量与声发射关系在连续损伤力学中损伤变量D是这样定义的:材料损伤形成的微孔洞、微裂纹面积与材料损伤前总承载面积之比,其表达式为: D=S nS(1)式中,S—原始无损伤时材料面积;・82・ΞΞΞ徐东强 副教授 河北唐山 063009河北省自然科学基金资助项目S n—损伤面积。
地基岩石微损伤过程的测试研究刘 立,王泽云,刘保县(西华大学建筑与土木工程学院,四川成都610039)=摘 要> 实验表明,声测波形与频度揭示了岩石内部损伤的萌生与演化特征,并对不同岩石的损伤演化过程及特性作了比较实验,得到了有益的结果。
=关键词> 岩石; 损伤; 声发射测试=中图分类号>T U 455 =文献标识码>A =文章编号>1007-8983(2003)SO-0117-02岩石的破坏与失稳起源于受载条件下的岩石内部损伤萌生与演化。
当损伤扩展贯通到一定程度时,常会引起地基基础、岩体工程、地下工程、边坡工程及矿山巷道、采场的过大变形与倒塌,造成严重后果。
研究岩石的损伤不少学者进行了有益的探索[1-3],取得了明显的成果,本文在实验研究的基础上,利用声发射测试技术对岩石损伤的全过程进行了观测试验研究,获得了相关的结果。
1 实验试件试件取自某地基层状岩体的灰岩、砂岩和泥岩等岩样,将其切割,打磨成50mm @50mm @100mm 试件,误差<?1mm,打磨平整,以利于换能接触面密切接触,提高拾取效率。
图1 测试系统2 实验系统构成为拾取岩样在微损伤时的声发射信号,实验仪器来采用了:¹低噪声高性能专用测量放大器,其频率范围为1Hz~200kHz,增益为-30~+100dB,能有效获取小信号并将其放大。
º高灵敏度宽频带压电式换能器B&K4369。
最高测量频率达1015kHz,可满足对微弱信号的灵敏度及频率灌输要求[4]。
»带通波波器B&K 1617,有多个子波段可供选择,并具有多级滤波带宽,可方便地调节至关注的频段或欲滤除的干扰杂波段范围。
¼快速高精度波形记录仪B&K2308。
具有特轻质笔头及高性能伺服控制电路,可实现对不同波形和幅度的信号记录,并可以线性或对数方式进行瞬时曲线描绘。
½高性能专用碰记录仪B&K7006,具有双通道展缩器,可实现扩展微弱信号和压缩信号的高动态记录,信噪比>70dBb 并配以高速数据采集分析系统,最高采样频率可达500kHz/通道。
基于声发射技术的材料断裂与监测材料断裂是指在外力作用下，材料发生失效的过程。
对于工程中的材料或结构来说，断裂可能导致严重的后果，因此及时准确地监测和诊断材料的断裂状况至关重要。
声发射技术是一种基于材料内部发生的微小应力释放所产生的声波信号来监测材料断裂的非破坏性检测方法。
一、声发射技术简介声发射技术最早应用于地质学领域，用于监测地壳运动和地震活动。
随着科学技术的发展，声发射技术得到了广泛应用。
该技术通过在被测材料表面或内部采集声波信号，并结合信号的频谱、幅值、波形等特征，可以实时地监测材料的断裂活动。
二、声发射监测的原理声发射监测的原理是基于材料内部的微小应力释放。
当材料受到外力作用时，内部应力会产生变化，当应力超过材料的破坏强度时，材料会发生断裂。
在断裂瞬间，材料内部会释放出声波信号。
这些声波信号被传感器采集并转化为电信号，经过信号处理后反映了材料断裂的位置、瞬时幅值、频率等信息。
三、声发射监测的应用领域1. 材料工程和结构工程：声发射技术可以用于检测金属、混凝土、陶瓷等材料的断裂情况，对于预防工程事故具有重要作用。
2. 岩土工程：通过声发射监测可以实时地监测岩石和土壤的断裂活动，预测地质灾害风险，提高工程安全性。
3. 材料研究：声发射技术可以用于材料的断裂破坏机理研究，为新材料的研发提供参考和指导。
四、声发射监测的优势声发射监测作为一种非破坏性检测方法，具有以下优势：1. 实时性：声发射监测可以实时地监测材料的断裂活动，及时掌握材料破坏状态，为防止事故的发生提供重要依据。
2. 灵敏度高：声发射技术可以检测到微小裂纹的形成和扩展，对于材料破坏的预测具有较高的灵敏度。
3. 非破坏性：声发射监测不会对被测材料造成破坏，能够有效保护被测材料的完整性。
4. 数据量大：声发射监测可以采集大量的数据，利用数据分析技术可以解析材料断裂的规律，为预测材料寿命提供科学依据。
五、声发射监测的挑战与发展趋势声发射监测技术虽然已经在多个领域得到应用，但仍然面临一些挑战。
声发射与微震监测定位技术的研究进展声发射与微震监测定位技术是一种用于监测结构物或岩体中的裂纹、破坏和泄漏等问题的非破坏性测试方法。
声发射技术可以通过监听结构物中的超声波信号来监测可能出现的破坏现象，而微震监测定位技术则是通过检测地下微震信号来定位地下的异常活动。
这两种技术的研究进展如下。
声发射技术的研究进展：1.监测范围扩大：声发射技术最初主要应用于金属材料和混凝土等结构物的监测，但近年来已逐渐扩大到了岩石、岩层和土体等更广泛的领域。
2.信号处理优化：研究者们通过改进信号处理算法和技术，提高了对声发射信号的识别和分类能力，从而提高了监测的准确性和可靠性。
3.嵌入式监测：采用嵌入式技术，将声发射传感器安装在结构物的内部，实现对结构物长期在线的监测和预警。
这种技术能够提早发现潜在的潜在破坏问题，为维修和保养提供便利。
4.发展远程监测：通过无线传输技术和互联网的发展，研究者们已经开始利用远程监测平台对声发射信号进行实时观测和分析，实现了对分布广泛的结构物的长期监测。
微震监测定位技术的研究进展：1.定位精度提高：研究者们通过改进定位算法和传感器布置方式，提高了地下微震信号的定位精度。
现在的微震监测定位技术可以实现对地下微震事件的三维定位。
2.目标识别和分类：通过对地下微震信号的特征参数进行分析，研究者们已经实现了对不同类型的地下微震事件进行识别和分类，例如定位地震、洪水和岩体破裂等。
3.监测深度提高：通过改进传感器的灵敏度和信号放大技术，研究者们已经实现了对深层地下微震信号的监测。
现在的微震监测技术可以监测到几百米甚至上千米深度的地下微震事件。
4.同步监测网络：通过部署多个微震监测站点，并采用同步监测网络的方式，研究者们可以实现对区域内微震事件的协同监测和定位，提高监测的准确性和可靠性。
声发射与微震监测定位技术的研究进展主要包括监测范围的扩大、信号处理优化、嵌入式监测和远程监测，以及微震监测定位技术中定位精度的提高、目标识别和分类、监测深度提高和同步监测网络的发展。
泥用量与掺合料种类、用量不同的两组混凝土进行绝热温升对比试验,结果最高温升A 组比B 组低7℃,且出现的时间推迟了约9h,这对控制混凝土的温升与内外温差、保证混凝土的体积稳定性、防止温度与应力裂缝十分有利。
5冬季施工采取措施5.1混凝土原材料加热─———加热搅拌过程所用水配有4t 和2t 蒸汽锅炉各一台,通过对搅拌用水的加热,使混凝土在搅拌、运输、浇注以后,还蓄有相当的热量,具有适当的温度,以不致受到冻害,并在一定的养护条件下硬化,逐步增长到所需要的强度。
水的加热温度一般保持在50～60℃,当水、骨料达到规定温度仍不能满足要求,可提高水的温度到100℃,但水泥不得与超过80℃的水直接接触,防止混凝土假凝现象的发生。
此时生产流程做出如下调整:将砂石与热水先行搅拌,等砂、石和热水温度降低后,再加入水泥搅拌成混凝土。
5.2掺加防冻剂(1)防冻剂的使用,应符合行业标准JGJ104-97《建筑工程冬期施工规程》规定,当室外日平均气温连续5d 稳定低于5℃,或规定的冬施期(每年的11月15日到次年的3月15日),两者具备其一,我公司即开始使用防冻剂。
(2)防冻剂的选用根据本地区气象资料,分别采用规定温度为-10℃的防冻剂,可以在最低温度-15℃以上使用。
(3)防冻剂存放于带有加热管的池中,防冻剂的管道也采用电热管加热,防止防冻剂结晶;另外防冻剂池并分别带有搅拌桨,使用前必须搅拌,不能有沉淀存在,不能有悬浮物、絮凝物存在,保证了防冻剂的正常使用。
5.3减少在运输中混凝土的温度损失冬施期间我公司为混凝土运输罐车统一安装了保温被,主要应用于冬施中运输混凝土的温度保护,尽量减少在运输过程中混凝土温度的损失,以保证浇注时混凝土的温度符合要求。
▲表4C35P 10混凝土配合比/kg m -3配合比编号砂率/%水泥P O42.5水砂石AN10-2磨细矿渣粉煤灰A 4120016974810779.1212080B4128016974810779.127248花岗岩三点弯曲条件下声发射定位技术研究1引言岩石等脆性材料的破坏过程中伴随着声、光、电磁和变形等物理现象[1]。
