预制裂隙对砂岩蠕变力学特性及声发射前兆特征影响试验研究

作者:王冠强; 于怀昌*; 席伟; 程广利; 牛睿
来源:华北水利水电大学学报(自然科学版), 2023, 44(02): 72-79.
DOI:10.19760/j.ncwu.zk.2023023

摘要

裂隙岩体的长期强度以及失稳破坏特征对于工程的长期稳定和安全具有重要的影响。分别对无预制裂隙以及含两条预制裂隙的砂岩试样进行相同条件下的室内单轴压缩蠕变声发射试验,基于试验结果,研究了试样的力学特性、声发射特征以及破坏声发射前兆特征。结果表明:相同应力水平下,预制裂隙试样的瞬时应变、蠕应变以及总应变均大于无预制裂隙试样的相应值,预制裂隙对试样的蠕应变影响最大,总应变其次,而对试样的瞬时应变影响最小;预制裂隙试样的长期强度是无预制裂隙试样的79.5%,预制裂隙的存在导致试样长期强度大幅降低,在工程中应考虑裂隙存在对岩石长期强度降低的问题;预制裂隙试样产生的累计声发射事件总数达20 837个,是无预制裂隙试样累计声发射事件总数的23.70倍,预制裂隙试样单级应力水平下声发射事件数和各级应力水平下累计声发射事件数均显著高于无预制裂隙试样的相应值,预制裂隙试样内部微破裂活动更为剧烈;声发射b值预测试样失稳破坏的效果优于轴向应变、累计振铃计数。声发射b值能更早地预示岩石的失稳破坏,对于工程中岩石的失稳破坏有较好的预警作用。