充填体损伤演化量化研究

• 作者: 刘力刚 刘祥鑫 孙光华 张婕妤 徐晓冬 李杨
• 来源期刊: 实验力学
• 学科: 工学
• 关键词: 累积振铃计数 损伤变量 本构方程 Weibull分布假设
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 页码范围: 864-872
• 页数: 9页
• 分类号: TD315
• 语种: 中文
• DOI: 10.7520/1001-4888-18-057

摘要

为构建充填体声发射特征参量与力学参量之间的本构关系,分析并量化充填体损伤演化过程,开展了单轴压缩声发射监测实验.通过拟合实验数据,获取了累计振铃计数与应变的耦合关系,并将其与岩石损伤力学理论及微破裂服从Weibull分布的假设相结合,推导出累计振铃计数与应力、损伤变量之间的本构模型,并进一步验证该模型的准确性.研究结果表明:峰值应力前夕,裂隙的不断汇集使其尺度不断扩大,声发射信号在裂隙的影响下不断发生折射或反射,部分信号组分不能通过裂隙等能量衰减现象,使其以累计振铃计数下降的形式逐步进入峰后破坏阶段.模型推算出的损伤理论值与实验值的平均误差为3.47％,证明模型具有较高的准确性,可有效描述充填体的损伤演化过程.此外,充填体的损伤由整体无序向局部有序发展,应力变化率的降低象征着损伤的局部化.该特征可将充填体的损伤演化过程量化,为充填体损伤评估提供理论依据.