基于声发射与红外辐射的砂岩裂纹扩展规律

• 作者: 刘沂琳 王创业 李昕昊 游茹
• 来源期刊: 地下空间与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 砂岩 声发射 时频域分析 红外辐射 裂纹发育
• 年，卷（期）: 2021,（z2）
• 所属期刊栏目: 理论与试验研究
• 页码范围: 575-583
• 页数: 9页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文

摘要

为探究水岩作用下砂岩力学性质变化以及裂纹发育规律,通过开展不同含水状态砂岩单轴压缩声发射实验与红外辐射观测实验,对其力学性质与破坏形态进行比较,并结合各变形阶段的声发射主频、RA-AF值、红外辐射温度曲线与红外热像图共同分析了水对砂岩声发射以及红外辐射变化的影响.研究结果表明:水对岩石的抗压强度有弱化作用,改变了岩石破坏形态;水对砂岩裂纹发育的时间、数量与破裂模式的复杂程度有抑制作用,声发射主频极低频带(10～20 kHz)聚集成型可作为岩石破坏的前兆特征;饱水试样以张拉裂纹发育为主,张拉裂纹声发射信号占总信号的55.0％.天然与干燥试样以剪切裂纹发育为主,剪切裂纹信号占总信号的59.2％,随着含水量增大,剪切裂纹区域内高AF值的AE信号开始增加;随着砂岩含水量的减少,差分热像序列图中的端部效应消弱,红外辐射温度变化范围减小,破裂时分异现象减弱,出现时间延后;最高红外辐射温度曲线在试样破坏前出现突变特征.