地應力通常也稱為原巖應力,是指巖土體內一點固有的應力狀態(tài),是實現(xiàn)巖土工程的科學設計和安全施工的必要基礎。目前國內外常用的地應力測試方法有水壓致裂法、應力解除法,但存在測量條件差、費用高等限制。聲發(fā)射法利用巖石材料的Kaiser效應,直接進行鉆孔巖芯測量,受到了國內外的重視。但是,這種方法還存在像加載方式的選擇、Kaiser效應的影響因素等問題需要進一步研究。為此,通過RMT-100B型巖石力學伺服試驗機和美國物理聲學公司Micro-Ⅱ Express型聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng),對花崗巖、砂巖、片麻巖進行不同循環(huán)應力水平σci下等幅循環(huán)加卸載和分級循環(huán)加卸載的試驗研究,主要研究內容和結論如下:（1）深入分析不同循環(huán)應力水平和分級循環(huán)加卸載條件下,三種典型巖石的應力-時間-聲發(fā)射參數(shù)曲線特征及不同循環(huán)加卸載條件對Kaiser效應的影響。結果表明,三種巖石的Kaiser效應均發(fā)生在峰值強度的5%～20%之間;當σci<先期最大應力σmk時,循環(huán)加載能夠使巖石試件跨過壓密階段,有效減弱摩擦型聲發(fā)射現(xiàn)象的產生;當σci》σmk時,振鈴累計計數(shù)曲線呈臺階狀上升,巖石內部發(fā)生了裂紋的擴展或新裂紋的孕育,... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

聲發(fā)射監(jiān)測原理示意圖

第2章聲發(fā)射及參數(shù)分析法-13-圖2-3巖石的主要聲發(fā)射源圖2-4聲發(fā)射信號提取參數(shù)示意圖2.1.2kaiser效應Kaiser效應是在1950年由德國學者Kaiser研究金屬拉伸試驗過程中的聲發(fā)射特性時所發(fā)現(xiàn)。材料被再次加載過程中，在加載應力值達到先前所受最大應力之前幾乎不產生聲發(fā)射信號，當達到先前最大應力時產生劇烈聲發(fā)射事件稱為Kaiser效應，如圖2-5所示。Goodman等人在1963年對巖石進行壓縮試驗中時巖石聲發(fā)射源端面效應彈塑性變形斷裂、破壞滑移變形孿生變形裂紋的摩擦閉合位錯運動滑移帶形成沿裂紋面的摩擦閉合應力孿生變形彈性孿生孿生帶的擴展膠結物和夾雜物的斷裂裂紋的起裂和擴展孔洞的貫通和聚合微裂紋的形成宏觀裂紋的形成裂紋的連接裂紋的擴展

燕山大學工學碩士學位論文-14-發(fā)現(xiàn)了Kaiser效應；隨后，學者對巖石的Kaiser效應進行了大量的試驗研究。Kaiser在聲發(fā)射技術中有著重要用途：（1）新生裂紋的聲發(fā)射檢測；（2）推測巖體或其他材料原先所受最大應力；（3）檢測疲勞裂紋起始與擴展。圖2-5應力-時間-聲發(fā)射參數(shù)示意圖巖石的Kaiser效應也說明了其對過去變形和受力歷史有著“記憶能力”。從微觀上看，是巖體內部晶體顆粒產生了錯動，裂紋起裂、閉合、擴展的過程；從宏觀看，是巖體內部出現(xiàn)大面積損傷，裂紋貫通，形成破壞面。因此，我們可以通過繪制應力-時間-聲發(fā)射特征（累計振鈴計數(shù)和能量）曲線來綜合拾取Kaiser點，推測巖石先前所受的最大應力；同時，也能夠幫助我們認識加載過程中試件內部的受力狀態(tài)，有助于我們對巖體破壞損傷機理的研究。目前最為常用判斷Kaiser點的方法為聲發(fā)射特征參數(shù)，而參數(shù)中累計振鈴計數(shù)最為明顯[62]。對聲發(fā)射特征參數(shù)曲線處理的方法有以下幾種[63]：（1）跳躍點法；（2）切線交匯法；（3）最大曲率點法；（4）雙線性回歸分析法；（5）斜率突變點法；（6）重表極差分析法。本文主要研究循環(huán)加載對巖石Kaiser效應的影響，循環(huán)過程也是濾噪過程，能夠使Kaiser效應更為凸顯，因此，本文采用切線交匯法拾取Kaiser點，如圖2-6所示，該方法是利用應力-振鈴累計計數(shù)-時間曲線，做出平靜段和線性突增段的切線，兩切線的交點所對應的應力值即為先前最大應力；同時本文做出能量Kaiser點

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]不同層理方向煤巖單軸壓縮聲發(fā)射特征試驗[J]. 宋遠,李化敏,劉闖.  煤礦安全. 2018(11)
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博士論文
[1]巖石應力記憶特性的聲發(fā)射試驗及理論研究[D]. 傅翔.重慶大學 2016

碩士論文
[1]單軸循環(huán)加卸載條件下砂巖能量演化規(guī)律及聲發(fā)射特征研究[D]. 周元超.山東農業(yè)大學 2019
[2]基于聲發(fā)射的花崗巖拉剪破裂識別方法研究[D]. 閆召富.廣西大學 2018
[3]基于聲發(fā)射的巖石破裂模式分析研究[D]. 劉文德.成都理工大學 2018
[4]不同加載路徑對巖石Kaiser效應影響的試驗研究[D]. 魯會軍.昆明理工大學 2017
[5]單軸壓縮條件下煤礦巖石破壞過程的聲發(fā)射特征研究[D]. 張宇.安徽理工大學 2015
[6]巖石單軸加載聲發(fā)射特性研究[D]. 王鵬.東北大學 2013
[7]加載方向對巖石Kaiser效應的影響研究[D]. 江小城.重慶大學 2013
[8]加載速率對巖石Kaiser效應影響的試驗研究[D]. 郭亞奔.昆明理工大學 2013
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