【摘 要】
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岩石材料粒径的大小及岩石破坏加载方式是在岩石室内试验及工程应用等方面研究过程中不可忽视的两个重要因素,为研究粒径及加载方式对类岩石材料次声信号特征的影响,本文对四
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岩石材料粒径的大小及岩石破坏加载方式是在岩石室内试验及工程应用等方面研究过程中不可忽视的两个重要因素,为研究粒径及加载方式对类岩石材料次声信号特征的影响,本文对四种粒径组成的两种尺寸(圆柱体、长方体)模拟试样分别进行单轴压缩试验和三点弯曲试验,并结合次声探测技术,对试验过程中次声信号特性进行分析,同时从不同粒径和不同加载方式两个方面对次声信号特性进行对比分析,得到以下结论:1.力学特征(1)单轴加载下类岩石材料试样的变形特征与岩石的变形特征类似,大致可以分为初始压密、弹性变形、塑性变形、破坏变形四个阶段;粒径为0.315-0.63mm的试样单轴抗压强度最大,其他三组粒径试样单轴抗压强度随粒径增大而减小。(2)三点弯曲下荷载-时间曲线通过拟合的方式,大致可分为非线性阶段和近似线性阶段;不同粒径试样峰值荷载随粒径增大而减小。2.次声信号特征(1)不同粒径下(相同加载方式)(a)单轴加载过程中:小粒径试样次声信号波性特征整体分布较为杂乱,大粒径试样次声信号波形特征整体分布较为有序;粒径越小,累计振铃计数曲线斜率变化幅度越小,粒径越大,累计振铃计数曲线斜率变化幅度越大;粒径越小,次声信号能率的分布越杂乱,粒径越大,次声信号能率的分布越有序;当应力百分比在0.35-0.45和0.88-0.97范围内,各粒径试样能量分形维数值都出现明显下降点,且弹性阶段下降点分形维数值普遍小于塑性阶段下降点分形维数值。(b)三点弯曲加载过程中:次声信号波形、累计振铃计数及能率随粒径变化无明显规律;随着粒径的增大,能量分形维数最小值所对应的荷载百分比减小。(2)不同加载方式下(相同粒径)(a)单轴加载下次声信号整体幅值水平比三点弯曲下次声信号整体幅值水平较高。(b)单轴加载下次声信号能率整体水平比三点弯曲加载下较高。
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