基于灰色-尖点突变理论的砂岩破坏前兆研究

作     者：唐垚 朱星 王惠明 吴述彧 TANG Yao;ZHU Xing;WANG Huiming;WU Shuyu

作者机构：地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)四川成都610059 水电水利规划设计总院有限公司北京100120 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081 

基　　金：国家自然科学基金项目(41877254) 中国电建集团科技项目(DJ-ZDXM-2020-3) 第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0201) 

出 版 物：《水利水电技术（中英文）》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2023年第54卷第8期

页      码：178-187页

摘      要：【目的】为探究砂岩失稳破坏灾变前兆信息,【方法】采用MTS刚性压力机开展了砂岩单轴加载试验,利用声发射监测系统对加载全过程进行实时探测,并对加载过程中砂岩的弹性应变能、耗散应变能、损伤变量演变特征进行详细分析。此外,基于灰色-尖点突变理论构建了声发射能量参数的尖点突变模型,系统分析了岩样失稳破坏过程中分叉集的响应特征。【结果】结果显示:在耗散能的驱动下,岩体出现损伤破裂,储能能力降低,且岩体能量、强度以45°裂缝倾角为转折点,随裂缝倾角的增加出现先减少后增大的现象。在塑性变形阶段,分叉集出现明显的突变,突变点对应的前兆应力大多占峰值应力的比例达75%以上,对应的前兆时间占失稳时间的比例达75%以上。【结论】结果表明:在耗散应变能的驱动下,岩样进入塑性变形阶段,岩样系统的状态也由稳定向非稳定转变,并在灾变前分叉集判别指标F出现突变,揭示了分叉集判别指标F作为岩体失稳前兆指标具有较强的普适性和较好的时效性。

主 题 词：能量释放 声发射 灰色-尖点突变理论 前兆信息 

学科分类：082802[082802] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 

D　O　I：10.13928/j.cnki.wrahe.2023.08.016

馆 藏 号：203123085...