页岩声发射RA值及其分形特征的试验研究

摘要：

对页岩进行常规三轴压缩条件下的声发射试验,得到其声发射RA值时间序列,并利用MATLAB编程计算其关联维数,得到分形维数与时间的耦合关系,采用分形理论对其进行分析,以研究页岩在常规三轴压缩破坏过程中的微观机制及其分形特征.结果表明:1)页岩在常规三轴压缩破坏过程中的裂纹为张剪复合裂纹,并以剪切裂纹为主,张裂纹主要出现在峰值强度前后,并且随着围压的升高,张裂纹数量明显减少,这说明围压能够抑制张裂纹的产生.2)页岩声发射RA值在时域上具有自相似特征,具有分形特征,其分形维数演化模式为:上升—突降—波动.3)声发射RA值的分形维数在初期上升,表明岩石内部先是微小裂纹无序扩展,并融合贯通成破裂面,此时分形维数突降,表明裂纹沿破裂面有序地扩展,岩石产生宏观裂纹,预示着岩石即将发生破坏,因此可以将分形维数的首次突降作为岩体失稳破坏的前兆.

关键词：声发射、围压、页岩、声发射RA值、分形特征

所属期刊栏目：41

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室自主研究资助项目2011DA105287-MS201303;十三五国家重点研发计划项目资助2016YFC0801402,2016YFC0801404;十三五国家科技重大专项2016ZX05045004,2016ZX05043005;国家自然科学基金面上项目51674050.Supported by Independent Research Funding Project of Coal Mine Disaster Dynamics and Control State Key Laboratory2011DA105287-MS201303;National Keypoint Research and Invention Program in 13th Five-Year2016YFC0801402,2016YFC0801404;National Keypoint Science and Technology Program in 13th Five-Year2016ZX05045004,2016ZX05043005;National Natural Science Foundation of China51674050

在线出版日期：2018-04-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：78-86