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巖體多源聲學(xué)及應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787030741813
- 條形碼：9787030741813 ; 978-7-03-074181-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>
巖體多源聲學(xué)及應(yīng)用 本書(shū)特色
本書(shū)可供礦業(yè)、地球物理、水利、隧道、建筑、國(guó)防、化工、石油、 地?zé)帷⒐こ痰卣鸬阮I(lǐng)域的科研、工程技術(shù)和教學(xué)人員參考，也可供高等院 校相關(guān)專業(yè)的本科生及研究生教學(xué)參考。
巖體多源聲學(xué)及應(yīng)用 內(nèi)容簡(jiǎn)介
向地球深部進(jìn)軍是我們必須解決的戰(zhàn)略科技問(wèn)題。地球作為巖石行星，其地殼及上地幔頂部均由巖石構(gòu)成，因此，探明巖石性質(zhì)是攻克地球深部戰(zhàn)略科技難關(guān)的基礎(chǔ)，而巖石聲學(xué)特性為其提供了關(guān)鍵的突破口。迄今為止，地球上的諸多自然現(xiàn)象和工程建設(shè)過(guò)程中，均會(huì)釋放出大量與巖石聲學(xué)相關(guān)的信息，其中所蘊(yùn)含著的巖石聲學(xué)特征與規(guī)律對(duì)人與自然安全和諧發(fā)展至關(guān)重要。尤其在研究地球地?zé)帷⑹汀①Y源、環(huán)境、建筑等誘發(fā)災(zāi)害的防治問(wèn)題時(shí)，清楚認(rèn)識(shí)巖石的聲學(xué)性質(zhì)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。巖石中的一種聲波--地震波，是研究地球內(nèi)部巖石聲學(xué)性質(zhì)*可靠的對(duì)象之一，通過(guò)巖石地震波獲得的波速成像結(jié)果、破裂震源時(shí)空分布等有效信息可以被用來(lái)識(shí)別水體、空區(qū)及活化斷層等地質(zhì)異常結(jié)構(gòu)，以防止工程地質(zhì)災(zāi)害。
巖體多源聲學(xué)及應(yīng)用 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 巖體聲學(xué)的地位和作用 1
1.2 巖體聲學(xué)的研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 巖體聲學(xué)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室尺度研究 3
1.2.2 巖體聲學(xué)技術(shù)的工程尺度研究 6
1.3 巖體聲學(xué)技術(shù)的未來(lái) 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 巖體聲學(xué)參數(shù)測(cè)試方法及儀器 14
2.1 巖體聲學(xué)的主要測(cè)量參數(shù) 14
2.1.1 巖體的聲波速度 14
2.1.2 巖體的聲波振幅 16
2.1.3 巖體的聲波頻率 16
2.1.4 巖體的聲阻抗 16
2.1.5 巖體的聲衰減系數(shù) 17
2.2 巖體聲學(xué)主要參數(shù)的測(cè)量方法 17
2.2.1 聲波速度的測(cè)量方法 17
2.2.2 聲波振幅的測(cè)量方法 18
2.2.3 聲波頻率的測(cè)量方法 18
2.2.4 聲衰減系數(shù)的測(cè)量方法 19
2.2.5 聲學(xué)傳感器的校準(zhǔn) 19
2.2.6 聲波信號(hào)處理技術(shù) 20
2.3 巖體聲學(xué)測(cè)試技術(shù)所使用的儀器 21
2.3.1 巖體聲學(xué)測(cè)試儀器的組成 21
2.3.2 巖體聲學(xué)傳感器 22
2.3.3 巖體聲學(xué)測(cè)試前置放大電路 25
2.3.4 巖體聲學(xué)信號(hào)處理器 27
2.3.5 分析輸出與顯示設(shè)備（用于測(cè)試的計(jì)算機(jī)） 27
2.3.6 巖體聲學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) 29
2.3.7 地聲智能感知與微震監(jiān)測(cè)設(shè)備 31
參考文獻(xiàn) 34
第3章 聲波在巖體中的產(chǎn)生機(jī)理與衰減特性 36
3.1 巖體聲發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生機(jī)理 36
3.2 巖體中主要的聲發(fā)射源 40
3.2.1 巖體的滑移變形 40
3.2.2 裂紋的形成與擴(kuò)展 42
3.2.3 巖體破裂的力學(xué)機(jī)理 45
3.3 巖體中聲發(fā)射衰減規(guī)律的試驗(yàn)研究 47
3.3.1 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)設(shè)備 47
3.3.2 試驗(yàn)巖石試樣 47
3.3.3 聲波在不同性質(zhì)的巖體中傳播衰減特性分析 50
3.3.4 聲波在含斷面巖體中傳播衰減特性分析 62
參考文獻(xiàn) 64
第4章 巖體破裂聲源的定位方法 65
4.1 未知波速系統(tǒng)三維迭代定位法 65
4.1.1 基本原理 65
4.1.2 試驗(yàn) 68
4.1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 69
4.2 未知波速系統(tǒng)三維解析解定位法 70
4.2.1 基本原理 70
4.2.2 試驗(yàn) 74
4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 75
4.3 解析解和迭代協(xié)同定位法 86
4.3.1 基本原理 87
4.3.2 試驗(yàn) 89
4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 90
4.4 速度區(qū)間變窄的多步源定位法 96
4.4.1 基本原理 96
4.4.2 試驗(yàn) 98
4.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 100
4.5 三維含孔洞結(jié)構(gòu)無(wú)需預(yù)先測(cè)波速定位法 102
4.5.1 基本原理 102
4.5.2 試驗(yàn) 107
4.5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 115
參考文獻(xiàn) 116
第5章 巖體聲發(fā)射事件的分離方法 118
5.1 巖體聲發(fā)射事件的分離方法概述 118
5.2 巖體聲發(fā)射事件篩選 119
5.3 巖體聲發(fā)射事件波形切割 120
5.3.1 峰值鑒別時(shí)間、撞擊鑒別時(shí)間、撞擊閉鎖時(shí)間定時(shí)參數(shù) 120
5.3.2 持續(xù)鑒別時(shí)間、恢復(fù)時(shí)間定時(shí)參數(shù) 120
5.3.3 波形能量包絡(luò)切割法 121
5.4 巖體聲發(fā)射事件的識(shí)別指標(biāo) 123
5.4.1 互相關(guān)系數(shù) 123
5.4.2 振鈴計(jì)數(shù) 123
5.4.3 上升時(shí)間 124
5.4.4 信號(hào)強(qiáng)度 124
5.5 巖體聲發(fā)射事件的識(shí)別方法 124
5.5.1 模板通道選擇 124
5.5.2 滑動(dòng)窗口掃描 125
5.5.3 時(shí)差矯正 126
5.5.4 到時(shí)提取 126
5.6 巖體聲發(fā)射事件的分離試驗(yàn) 128
5.6.1 單峰單事件波形切割及識(shí)別 128
5.6.2 雙峰多事件波形切割及識(shí)別 139
5.6.3 多峰單事件波形切割及識(shí)別 152
參考文獻(xiàn) 162
第6章 巖體多聲源的分類與機(jī)制 164
6.1 破裂聲源分類 164
6.1.1 破裂聲源基本類型 164
6.1.2 不同破裂聲源的特征參數(shù)與波形差異 165
6.1.3 破裂聲源的認(rèn)知基本原則 167
6.2 破裂聲源類型識(shí)別方法 167
6.2.1 聲發(fā)射特征參數(shù)的判別方法 167
6.2.2 P波初動(dòng)的判別方法 169
6.2.3 矩張量的判別方法 170
6.3 微觀破裂類型與宏觀裂紋類型的關(guān)系 171
6.3.1 峰前破裂過(guò)程中的聲源類型分布特征與演化機(jī)制 171
6.3.2 峰后裂紋擴(kuò)展的聲源演化機(jī)制 175
6.4 基于聲發(fā)射特征參數(shù)分類巖體破裂類型的不確定性 176
6.4.1 試驗(yàn)與數(shù)據(jù)處理 176
6.4.2 同一試驗(yàn)分析中的不確定性 178
6.4.3 RA-AF的衰減規(guī)律 183
6.4.4 衰減效應(yīng)和計(jì)量誤差 186
參考文獻(xiàn) 187
第7章 不同加載環(huán)境下的巖體聲學(xué)頻譜分析 190
7.1 巖體聲學(xué)頻譜特征參數(shù) 190
7.1.1 頻譜主頻 190
7.1.2 頻率質(zhì)心 191
7.2 試驗(yàn)介紹 192
7.2.1 試驗(yàn)試樣準(zhǔn)備 192
7.2.2 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)設(shè)備 192
7.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 193
7.3 巖體單軸壓縮破裂過(guò)程聲學(xué)頻譜特征演化規(guī)律 195
7.3.1 花崗巖單軸壓縮破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)主頻演化規(guī)律 195
7.3.2 紫砂巖單軸壓縮破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)主頻演化規(guī)律 196
7.3.3 花崗巖與紫砂巖單軸壓縮破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)頻率質(zhì)心演化特征 197
7.4 巖體雙軸壓縮和膨脹加載破裂過(guò)程聲發(fā)射信號(hào)主頻的演化規(guī)律 198
7.4.1 花崗巖雙軸壓縮破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)主頻演化規(guī)律 198
7.4.2 花崗巖膨脹加載破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)主頻演化規(guī)律 199
7.5 巖體雙軸壓縮和膨脹加載破裂過(guò)程聲發(fā)射信號(hào)頻率質(zhì)心的演化規(guī)律 200
7.5.1 花崗巖雙軸壓縮破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)頻率質(zhì)心演化規(guī)律 200
7.5.2 花崗巖膨脹加載破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)頻率質(zhì)心演化特征 200
7.6 聲發(fā)射波形頻譜分布特征 201
7.6.1 單峰頻譜 202
7.6.2 雙峰頻譜 202
7.6.3 三峰頻譜 205
7.6.4 四峰頻譜 207
7.6.5 聲發(fā)射的功率譜與能量譜 208
7.7巖體破裂過(guò)程聲發(fā)射波形頻譜演化規(guī)律 211
參考文獻(xiàn) 214
第8章 巖體破裂的尺度特征 216
8.1 b值研究現(xiàn)狀 216
8.2 b值計(jì)算方法 217
8.2.1 *小二乘法 217
8.2.2 *大似然估計(jì)法 217
8.2.3 修正公式 218
8.3 影響b值計(jì)算的因素分析 219
8.3.1 擬合方法選擇 219
8.3.2 震級(jí)間隔 219
8.3.3 震級(jí)完整性 219
8.3.4 樣本數(shù)的大小 222
8.4 聲發(fā)射b值的蒙特卡洛模擬 223
8.4.1 蒙特卡洛方法 223
8.4.2 蒙特卡洛方法模擬結(jié)果分析 224
8.4.3 室內(nèi)花崗巖破裂試驗(yàn)的聲發(fā)射b值分析驗(yàn)證 227
8.5 含水狀態(tài)花崗巖單軸壓縮條件下的b值特征 229
8.5.1 含水狀態(tài)花崗巖破裂聲發(fā)射試驗(yàn) 229
8.5.2 b值的計(jì)算 231
8.5.3 兩種狀態(tài)下花崗巖的b值演化規(guī)律 233
8.6 花崗巖真三軸壓縮過(guò)程的聲發(fā)射b值特征 235
8.6.1 花崗巖真三軸試驗(yàn) 235
8.6.2 巖體破裂過(guò)程中的b值變化特征 240
8.7 本章結(jié)論 257
參考文獻(xiàn) 258
第9章 巖體滑移的摩擦特性 260
9.1 巖體滑移與摩擦 260
9.1.1 巖體滑移臨界條件 260
9.1.2 摩擦力及摩擦系數(shù) 261
9.1.3 巖體摩擦滑移模式 261
9.1.4 巖體摩擦滑移尺度 262
9.2 巖體滑移摩擦定律與失穩(wěn)判據(jù) 263
9.2.1 巖體滑移摩擦定律 263
9.2.2 巖體滑移失穩(wěn)判據(jù) 264
9.3 摩擦演化試驗(yàn)研究方法 265
9.3.1 室內(nèi)試驗(yàn)研究 265
9.3.2 數(shù)值試驗(yàn)研究 267
9.4 應(yīng)力與速率依賴的摩擦特性及其聲學(xué)特征 267
9.4.1 基于ABAQUS的滑移模擬 268
9.4.2 雙軸剪切滑移試驗(yàn) 274
9.5 巖體滑移摩擦特性的其他影響因素 282
9.5.1 礦物成分 282
9.5.2 表面形貌 283
9.5.3 流體作用 283
9.5.4 溫度變化 284
參考文獻(xiàn) 284
第10章 巖體聲學(xué)參數(shù)與應(yīng)力狀態(tài)的關(guān)系 289
10.1 單軸壓縮試驗(yàn)聲學(xué)參數(shù)與應(yīng)力大小 289
10.1.1 試驗(yàn)條件 289
10.1.2 聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù) 291
10.1.3 聲發(fā)射幅值 292
10.1.4 RA、AF值及平均頻率質(zhì)心 293
10.1.5 聲發(fā)射事件率及波速 295
10.2 雙軸壓縮試驗(yàn)聲學(xué)參數(shù)與應(yīng)力大小 297
10.2.1 試驗(yàn)條件 297
10.2.2 聲發(fā)射事件率 299
10.2.3 聲發(fā)射幅值 301
10.2.4 聲發(fā)射峰值頻率 302
10.2.5 波速變化特征 303
10.2.6 中間主應(yīng)力對(duì)巖體破裂過(guò)程的影響 305
10.3 應(yīng)力方向辨識(shí)方法 307
10.3.1 理論基礎(chǔ) 307
10.3.2 實(shí)施過(guò)程建議 310
參考文獻(xiàn) 310
第11章 巖體波速場(chǎng)成像方法與試驗(yàn)驗(yàn)證 312
11.1 巖體波速場(chǎng)成像方法概述 312
11.2 層析成像 312
11.2.1 層析成像概述 312
11.2.2 射線追蹤技術(shù) 313
11.2.3 有限差分法 316
11.2.4 反演問(wèn)題 321
11.2.5 模型更新方法 323
11.2.6 伴隨狀態(tài)層析成像 325
11.3 全波形反演 327
11.3.1 聲學(xué)波動(dòng)方程 328
11.3.2 時(shí)域建模 328
11.3.3 頻域建模 330
11.3.4 邊界處理 331
11.3.5 目標(biāo)函數(shù)及其梯度 334
11.3.6 迭代優(yōu)化方法 337
11.4 試驗(yàn)驗(yàn)證 338
11.4.1 模擬試驗(yàn) 339
11.4.2 室內(nèi)試驗(yàn) 342
參考文獻(xiàn) 350
第12章 巖體破裂聲源辨識(shí)的波形圖像機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用 352
12.1 概述 352
前言
第1章 緒論 1
1.1 巖體聲學(xué)的地位和作用 1
1.2 巖體聲學(xué)的研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 巖體聲學(xué)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室尺度研究 3
1.2.2 巖體聲學(xué)技術(shù)的工程尺度研究 6
1.3 巖體聲學(xué)技術(shù)的未來(lái) 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 巖體聲學(xué)參數(shù)測(cè)試方法及儀器 14
2.1 巖體聲學(xué)的主要測(cè)量參數(shù) 14
2.1.1 巖體的聲波速度 14
2.1.2 巖體的聲波振幅 16
2.1.3 巖體的聲波頻率 16
2.1.4 巖體的聲阻抗 16
2.1.5 巖體的聲衰減系數(shù) 17
2.2 巖體聲學(xué)主要參數(shù)的測(cè)量方法 17
2.2.1 聲波速度的測(cè)量方法 17
2.2.2 聲波振幅的測(cè)量方法 18
2.2.3 聲波頻率的測(cè)量方法 18
2.2.4 聲衰減系數(shù)的測(cè)量方法 19
2.2.5 聲學(xué)傳感器的校準(zhǔn) 19
2.2.6 聲波信號(hào)處理技術(shù) 20
2.3 巖體聲學(xué)測(cè)試技術(shù)所使用的儀器 21
2.3.1 巖體聲學(xué)測(cè)試儀器的組成 21
2.3.2 巖體聲學(xué)傳感器 22
2.3.3 巖體聲學(xué)測(cè)試前置放大電路 25
2.3.4 巖體聲學(xué)信號(hào)處理器 27
2.3.5 分析輸出與顯示設(shè)備（用于測(cè)試的計(jì)算機(jī)） 27
2.3.6 巖體聲學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) 29
2.3.7 地聲智能感知與微震監(jiān)測(cè)設(shè)備 31
參考文獻(xiàn) 34
第3章 聲波在巖體中的產(chǎn)生機(jī)理與衰減特性 36
3.1 巖體聲發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生機(jī)理 36
3.2 巖體中主要的聲發(fā)射源 40
3.2.1 巖體的滑移變形 40
3.2.2 裂紋的形成與擴(kuò)展 42
3.2.3 巖體破裂的力學(xué)機(jī)理 45
3.3 巖體中聲發(fā)射衰減規(guī)律的試驗(yàn)研究 47
3.3.1 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)設(shè)備 47
3.3.2 試驗(yàn)巖石試樣 47
3.3.3 聲波在不同性質(zhì)的巖體中傳播衰減特性分析 50
3.3.4 聲波在含斷面巖體中傳播衰減特性分析 62
參考文獻(xiàn) 64
第4章 巖體破裂聲源的定位方法 65
4.1 未知波速系統(tǒng)三維迭代定位法 65
4.1.1 基本原理 65
4.1.2 試驗(yàn) 68
4.1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 69
4.2 未知波速系統(tǒng)三維解析解定位法 70
4.2.1 基本原理 70
4.2.2 試驗(yàn) 74
4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 75
4.3 解析解和迭代協(xié)同定位法 86
4.3.1 基本原理 87
4.3.2 試驗(yàn) 89
4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 90
4.4 速度區(qū)間變窄的多步源定位法 96
4.4.1 基本原理 96
4.4.2 試驗(yàn) 98
4.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 100
4.5 三維含孔洞結(jié)構(gòu)無(wú)需預(yù)先測(cè)波速定位法 102
4.5.1 基本原理 102
4.5.2 試驗(yàn) 107
4.5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 115
參考文獻(xiàn) 116
第5章 巖體聲發(fā)射事件的分離方法 118
5.1 巖體聲發(fā)射事件的分離方法概述 118
5.2 巖體聲發(fā)射事件篩選 119
5.3 巖體聲發(fā)射事件波形切割 120
5.3.1 峰值鑒別時(shí)間、撞擊鑒別時(shí)間、撞擊閉鎖時(shí)間定時(shí)參數(shù) 120
5.3.2 持續(xù)鑒別時(shí)間、恢復(fù)時(shí)間定時(shí)參數(shù) 120
5.3.3 波形能量包絡(luò)切割法 121
5.4 巖體聲發(fā)射事件的識(shí)別指標(biāo) 123
5.4.1 互相關(guān)系數(shù) 123
5.4.2 振鈴計(jì)數(shù) 123
5.4.3 上升時(shí)間 124
5.4.4 信號(hào)強(qiáng)度 124
5.5 巖體聲發(fā)射事件的識(shí)別方法 124
5.5.1 模板通道選擇 124
5.5.2 滑動(dòng)窗口掃描 125
5.5.3 時(shí)差矯正 126
5.5.4 到時(shí)提取 126
5.6 巖體聲發(fā)射事件的分離試驗(yàn) 128
5.6.1 單峰單事件波形切割及識(shí)別 128
5.6.2 雙峰多事件波形切割及識(shí)別 139
5.6.3 多峰單事件波形切割及識(shí)別 152
參考文獻(xiàn) 162
第6章 巖體多聲源的分類與機(jī)制 164
6.1 破裂聲源分類 164
6.1.1 破裂聲源基本類型 164
6.1.2 不同破裂聲源的特征參數(shù)與波形差異 165
6.1.3 破裂聲源的認(rèn)知基本原則 167
6.2 破裂聲源類型識(shí)別方法 167
6.2.1 聲發(fā)射特征參數(shù)的判別方法 167
6.2.2 P波初動(dòng)的判別方法 169
6.2.3 矩張量的判別方法 170
6.3 微觀破裂類型與宏觀裂紋類型的關(guān)系 171
6.3.1 峰前破裂過(guò)程中的聲源類型分布特征與演化機(jī)制 171
6.3.2 峰后裂紋擴(kuò)展的聲源演化機(jī)制 175
6.4 基于聲發(fā)射特征參數(shù)分類巖體破裂類型的不確定性 176
6.4.1 試驗(yàn)與數(shù)據(jù)處理 176
6.4.2 同一試驗(yàn)分析中的不確定性 178
6.4.3 RA-AF的衰減規(guī)律 183
6.4.4 衰減效應(yīng)和計(jì)量誤差 186
參考文獻(xiàn) 187
第7章 不同加載環(huán)境下的巖體聲學(xué)頻譜分析 190
7.1 巖體聲學(xué)頻譜特征參數(shù) 190
7.1.1 頻譜主頻 190
7.1.2 頻率質(zhì)心 191
7.2 試驗(yàn)介紹 192
7.2.1 試驗(yàn)試樣準(zhǔn)備 192
7.2.2 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)設(shè)備 192
7.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 193
7.3 巖體單軸壓縮破裂過(guò)程聲學(xué)頻譜特征演化規(guī)律 195
7.3.1 花崗巖單軸壓縮破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)主頻演化規(guī)律 195
7.3.2 紫砂巖單軸壓縮破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)主頻演化規(guī)律 196
7.3.3 花崗巖與紫砂巖單軸壓縮破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)頻率質(zhì)心演化特征 197
7.4 巖體雙軸壓縮和膨脹加載破裂過(guò)程聲發(fā)射信號(hào)主頻的演化規(guī)律 198
7.4.1 花崗巖雙軸壓縮破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)主頻演化規(guī)律 198
7.4.2 花崗巖膨脹加載破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)主頻演化規(guī)律 199
7.5 巖體雙軸壓縮和膨脹加載破裂過(guò)程聲發(fā)射信號(hào)頻率質(zhì)心的演化規(guī)律 200
7.5.1 花崗巖雙軸壓縮破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)頻率質(zhì)心演化規(guī)律 200
7.5.2 花崗巖膨脹加載破裂過(guò)程中聲發(fā)射信號(hào)頻率質(zhì)心演化特征 200
7.6 聲發(fā)射波形頻譜分布特征 201
7.6.1 單峰頻譜 202
7.6.2 雙峰頻譜 202
7.6.3 三峰頻譜 205
7.6.4 四峰頻譜 207
7.6.5 聲發(fā)射的功率譜與能量譜 208
7.7巖體破裂過(guò)程聲發(fā)射波形頻譜演化規(guī)律 211
參考文獻(xiàn) 214
第8章 巖體破裂的尺度特征 216
8.1 b值研究現(xiàn)狀 216
8.2 b值計(jì)算方法 217
8.2.1 *小二乘法 217
8.2.2 *大似然估計(jì)法 217
8.2.3 修正公式 218
8.3 影響b值計(jì)算的因素分析 219
8.3.1 擬合方法選擇 219
8.3.2 震級(jí)間隔 219
8.3.3 震級(jí)完整性 219
8.3.4 樣本數(shù)的大小 222
8.4 聲發(fā)射b值的蒙特卡洛模擬 223
8.4.1 蒙特卡洛方法 223
8.4.2 蒙特卡洛方法模擬結(jié)果分析 224
8.4.3 室內(nèi)花崗巖破裂試驗(yàn)的聲發(fā)射b值分析驗(yàn)證 227
8.5 含水狀態(tài)花崗巖單軸壓縮條件下的b值特征 229
8.5.1 含水狀態(tài)花崗巖破裂聲發(fā)射試驗(yàn) 229
8.5.2 b值的計(jì)算 231
8.5.3 兩種狀態(tài)下花崗巖的b值演化規(guī)律 233
8.6 花崗巖真三軸壓縮過(guò)程的聲發(fā)射b值特征 235
8.6.1 花崗巖真三軸試驗(yàn) 235
8.6.2 巖體破裂過(guò)程中的b值變化特征 240
8.7 本章結(jié)論 257
參考文獻(xiàn) 258
第9章 巖體滑移的摩擦特性 260
9.1 巖體滑移與摩擦 260
9.1.1 巖體滑移臨界條件 260
9.1.2 摩擦力及摩擦系數(shù) 261
9.1.3 巖體摩擦滑移模式 261
9.1.4 巖體摩擦滑移尺度 262
9.2 巖體滑移摩擦定律與失穩(wěn)判據(jù) 263
9.2.1 巖體滑移摩擦定律 263
9.2.2 巖體滑移失穩(wěn)判據(jù) 264
9.3 摩擦演化試驗(yàn)研究方法 265
9.3.1 室內(nèi)試驗(yàn)研究 265
9.3.2 數(shù)值試驗(yàn)研究 267
9.4 應(yīng)力與速率依賴的摩擦特性及其聲學(xué)特征 267
9.4.1 基于ABAQUS的滑移模擬 268
9.4.2 雙軸剪切滑移試驗(yàn) 274
9.5 巖體滑移摩擦特性的其他影響因素 282
9.5.1 礦物成分 282
9.5.2 表面形貌 283
9.5.3 流體作用 283
9.5.4 溫度變化 284
參考文獻(xiàn) 284
第10章 巖體聲學(xué)參數(shù)與應(yīng)力狀態(tài)的關(guān)系 289
10.1 單軸壓縮試驗(yàn)聲學(xué)參數(shù)與應(yīng)力大小 289
10.1.1 試驗(yàn)條件 289
10.1.2 聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù) 291
10.1.3 聲發(fā)射幅值 292
10.1.4 RA、AF值及平均頻率質(zhì)心 293
10.1.5 聲發(fā)射事件率及波速 295
10.2 雙軸壓縮試驗(yàn)聲學(xué)參數(shù)與應(yīng)力大小 297
10.2.1 試驗(yàn)條件 297
10.2.2 聲發(fā)射事件率 299
10.2.3 聲發(fā)射幅值 301
10.2.4 聲發(fā)射峰值頻率 302
10.2.5 波速變化特征 303
10.2.6 中間主應(yīng)力對(duì)巖體破裂過(guò)程的影響 305
10.3 應(yīng)力方向辨識(shí)方法 307
10.3.1 理論基礎(chǔ) 307
10.3.2 實(shí)施過(guò)程建議 310
參考文獻(xiàn) 310
第11章 巖體波速場(chǎng)成像方法與試驗(yàn)驗(yàn)證 312
11.1 巖體波速場(chǎng)成像方法概述 312
11.2 層析成像 312
11.2.1 層析成像概述 312
11.2.2 射線追蹤技術(shù) 313
11.2.3 有限差分法 316
11.2.4 反演問(wèn)題 321
11.2.5 模型更新方法 323
11.2.6 伴隨狀態(tài)層析成像 325
11.3 全波形反演 327
11.3.1 聲學(xué)波動(dòng)方程 328
11.3.2 時(shí)域建模 328
11.3.3 頻域建模 330
11.3.4 邊界處理 331
11.3.5 目標(biāo)函數(shù)及其梯度 334
11.3.6 迭代優(yōu)化方法 337
11.4 試驗(yàn)驗(yàn)證 338
11.4.1 模擬試驗(yàn) 339
11.4.2 室內(nèi)試驗(yàn) 342
參考文獻(xiàn) 350
第12章 巖體破裂聲源辨識(shí)的波形圖像機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用 352
12.1 概述 352
展開(kāi)全部
巖體多源聲學(xué)及應(yīng)用 節(jié)選
第1章緒論 1.1巖體聲學(xué)的地位和作用 在地殼巖石層形成的漫長(zhǎng)地質(zhì)年代里，上覆巖層的自重和板塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在巖石層內(nèi)部形成了地應(yīng)力。在完整巖石層未受外界擾動(dòng)的情況下，地應(yīng)力處于三維平衡狀態(tài)。板塊運(yùn)動(dòng)和造山運(yùn)動(dòng)等地殼活動(dòng)不僅影響了地球上陸地和海洋的分布，還造成了嚴(yán)重的地震和火山噴發(fā)等自然災(zāi)害[圖1-1（a）和（b）][1，2]。在這些過(guò)程中，儲(chǔ)存在巖體內(nèi)部的能量以聲波、光波、電磁和動(dòng)能等形式釋放出來(lái)，嚴(yán)重的甚至造成了物種滅絕等毀滅性災(zāi)難。在人類進(jìn)化過(guò)程中，雖未發(fā)生能夠造成物種滅絕的自然災(zāi)害，但地震、坍塌和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害卻一直伴隨著整個(gè)人類進(jìn)化史。現(xiàn)代人類活動(dòng)，尤其是采礦、隧道、大壩、地?zé)衢_(kāi)發(fā)等工程的開(kāi)挖與建設(shè)，也在一定程度上破壞了巖石層中原本處于三維平衡狀態(tài)的地應(yīng)力場(chǎng)，誘發(fā)了大量的巖體失穩(wěn)等工程地質(zhì)災(zāi)害[圖1-1（c）和（d）][3]，嚴(yán)重威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。這些自然災(zāi)害和誘發(fā)的工程地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前后始終伴隨著聲波的激發(fā)與傳播。 圖1-1自然災(zāi)害及采礦誘發(fā)的工程地質(zhì)災(zāi)害 具體來(lái)講，通過(guò)研究自然災(zāi)害及誘發(fā)的工程地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生過(guò)程和機(jī)理，我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)巖石材料受到外界拉、壓、剪、扭等應(yīng)力擾動(dòng)時(shí)，首先會(huì)在表面產(chǎn)生微小形變，隨著外界應(yīng)力的增大，應(yīng)力向巖石內(nèi)部傳導(dǎo)，由于巖石組成結(jié)構(gòu)的不均勻性，在巖石內(nèi)部各個(gè)部分的不均勻變形中，會(huì)剪切或拉伸相鄰區(qū)域，某些薄弱結(jié)構(gòu)自身變形過(guò)大超過(guò)閾值則會(huì)使巖體內(nèi)部產(chǎn)生微小裂紋。隨著外界應(yīng)力的進(jìn)一步增大，不均勻變形和裂紋會(huì)衍生擴(kuò)展，進(jìn)一步導(dǎo)致巖石內(nèi)部的開(kāi)裂區(qū)域積小成大逐漸形成宏觀裂紋。這些微破裂在巖石內(nèi)部的薄弱結(jié)構(gòu)展開(kāi)，導(dǎo)致巖體破裂過(guò)程通常會(huì)伴隨著彈性波或應(yīng)力波的激發(fā)，將這種以應(yīng)變能釋放形式產(chǎn)生的應(yīng)力波稱為巖石聲波，將產(chǎn)生這種應(yīng)力波的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射，微破裂產(chǎn)生的位置稱為巖體聲源或聲發(fā)射震源。撞擊、坍塌和樹(shù)木折斷等發(fā)出的聲音應(yīng)該是早期人類聽(tīng)到*早的聲發(fā)射信號(hào)。隨著研究的逐漸深入，人們根據(jù)信號(hào)頻率以及尺度等不同還提出了微震的概念，因其研究方法、技術(shù)和理論都基本相同，國(guó)內(nèi)外的研究者也習(xí)慣將它們并稱為聲發(fā)射/微震，本書(shū)將其統(tǒng)一定義為巖體聲學(xué)。利用聲學(xué)設(shè)備對(duì)巖石材料內(nèi)部破裂信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，對(duì)巖石材料內(nèi)部的動(dòng)態(tài)破壞行為進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的技術(shù)，稱為巖體聲發(fā)射/微震監(jiān)測(cè)，統(tǒng)稱為巖體聲學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)。由于巖體聲發(fā)射/微震信號(hào)中蘊(yùn)含著巖體內(nèi)部損傷演化過(guò)程的大量信息，因此巖體聲學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)及地?zé)衢_(kāi)發(fā)、隧道及橋梁工程、公路及水利工程、土木基建工程、油氣藏水力壓裂勘探等領(lǐng)域。 隨著人類社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對(duì)資源和能源的需求都在不斷增大，這對(duì)資源和能源開(kāi)發(fā)提出了更高的要求。人類賴以生存的大部分資源和能源都是直接或間接通過(guò)地下開(kāi)采得到的。太陽(yáng)能和風(fēng)能的開(kāi)發(fā)雖不需要開(kāi)采，但其能量轉(zhuǎn)換設(shè)備均依賴于開(kāi)采所獲取的資源。淺部資源和能源在長(zhǎng)期的開(kāi)采過(guò)程中已經(jīng)逐漸趨于枯竭，資源開(kāi)采正在逐步向深部轉(zhuǎn)移。然而，深部與淺部開(kāi)采中圍巖體力學(xué)特性具有很大差異，其中*典型的特征為深部巖體受高地應(yīng)力和高地溫的影響極大。在高地應(yīng)力的條件下，開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中的強(qiáng)動(dòng)力擾動(dòng)極易誘發(fā)巖爆和大范圍垮塌等地質(zhì)災(zāi)害，造成大量人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。在高地溫環(huán)境影響下，硬巖脆性破壞逐漸增強(qiáng)，在高地應(yīng)力條件下巖爆發(fā)生時(shí)間提前，巖爆等級(jí)不斷增大，巖爆烈度不斷增加。近些年，發(fā)生在中國(guó)山東鄆城、美國(guó)愛(ài)達(dá)荷州北部、南非約翰內(nèi)斯堡等地的沖擊地壓事故，直接造成了重大的損失和影響。 我國(guó)油氣資源相對(duì)較少，而煤炭資源相對(duì)豐富，“雙碳”計(jì)劃的實(shí)施，勢(shì)必會(huì)增大企業(yè)節(jié)能減排的壓力。因此，尋求并采用新的可替代清潔能源將是國(guó)家與企業(yè)發(fā)展的必由之路。地球上地?zé)崮苜Y源極為豐富，其儲(chǔ)量相當(dāng)于煤炭總儲(chǔ)量的1.7億倍。作為一種新的清潔能源，地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)與利用在新形勢(shì)下必定會(huì)得到關(guān)注與重視。目前，地?zé)崮苜Y源的開(kāi)發(fā)利用在歐洲許多國(guó)家相當(dāng)熱門。然而，當(dāng)前技術(shù)條件下，地?zé)崮苜Y源開(kāi)采均是通過(guò)向預(yù)先水力壓裂的干熱巖中注水進(jìn)行熱交換，然后回收熱水實(shí)現(xiàn)的。水力壓裂及注水過(guò)程對(duì)高溫巖體強(qiáng)度及穩(wěn)定性影響較大，極易誘發(fā)微地震等災(zāi)害。人們通過(guò)研究誘發(fā)地震活動(dòng)的形成機(jī)理，發(fā)現(xiàn)多處地震活動(dòng)的發(fā)生與當(dāng)?shù)氐責(zé)嵯到y(tǒng)工作有緊密的聯(lián)系，如法國(guó)蘇茨（Soultz）[4]、瑞士巴塞爾（Basel）[5]、美國(guó)哈里森（Harrison）[6]等地的地?zé)嵯到y(tǒng)均誘發(fā)了多次微地震活動(dòng)。因此，地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)過(guò)程中巖體穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)與評(píng)估至關(guān)重要。 巖體聲學(xué)監(jiān)測(cè)作為一種無(wú)損檢測(cè)手段，通過(guò)利用聲學(xué)設(shè)備對(duì)資源和能源開(kāi)發(fā)過(guò)程中巖體內(nèi)部的聲學(xué)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以有效利用資源與能源開(kāi)采和地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)過(guò)程中的巖體震動(dòng)和破裂所激發(fā)出的聲發(fā)射/微震信號(hào)研究巖體損傷破裂過(guò)程，確定聲發(fā)射/微震震源的空間位置及發(fā)生時(shí)間，分析震源處巖體的受力狀態(tài)，進(jìn)而獲取巖石材料特性，判斷巖石內(nèi)部裂紋演化規(guī)律及結(jié)構(gòu)失效情況，探究巖體失穩(wěn)的有效前兆特征，為巖石的損傷破壞、巖爆和垮塌等地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)提供指導(dǎo)。 1.2巖體聲學(xué)的研究現(xiàn)狀 1.2.1 巖體聲學(xué)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室尺度研究 自1963年Goodman在巖石材料中發(fā)現(xiàn)了聲發(fā)射Kaiser效應(yīng)后，對(duì)巖石受壓破壞過(guò)程產(chǎn)生的聲發(fā)射現(xiàn)象已開(kāi)展大量室內(nèi)試驗(yàn)研究[7]。隨著實(shí)驗(yàn)室設(shè)備與方法的普及，大量學(xué)者結(jié)合聲發(fā)射監(jiān)測(cè)設(shè)備與常規(guī)加載設(shè)備、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)、數(shù)字散斑等技術(shù)開(kāi)展了大量卓有成效的研究。 關(guān)于巖石加載過(guò)程中的聲發(fā)射相關(guān)研究成果非常豐富，不同種類巖石單軸壓縮下的聲發(fā)射特征、應(yīng)力、應(yīng)變特征等被大量報(bào)道。李庶林等[8]對(duì)巖石進(jìn)行單軸加載和加卸載試驗(yàn)，分析了巖石加載全過(guò)程聲發(fā)射特性和巖石在卸載、重復(fù)加載時(shí)的聲發(fā)射特性。張茹等[9]通過(guò)對(duì)花崗巖的多級(jí)加載發(fā)現(xiàn)，聲發(fā)射事件率存在初期低，中期增加，之后下降3個(gè)階段。劉保縣等[10]對(duì)煤巖進(jìn)行單軸壓縮并采集聲發(fā)射的試驗(yàn)，建立了基于聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)的巖石損傷模型。趙興東等[11]進(jìn)行了花崗巖單軸加載并采集聲發(fā)射，對(duì)不同應(yīng)力水平下的裂隙擴(kuò)展進(jìn)行了定位。曾寅等[12]進(jìn)行了巖鹽單軸蠕變的聲發(fā)射試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射事件率隨著蠕變變形階段性變化。左建平等[13]對(duì)煤巖和砂巖組合材料單軸壓縮下的聲發(fā)射進(jìn)行研究，并將聲發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射震源分布與材料類型有直接關(guān)系。Dong等[14]通過(guò)開(kāi)展單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)，研究了巖石失穩(wěn)前兆與主應(yīng)力方向之間的定性關(guān)系，發(fā)現(xiàn)波速變化的幅度與波傳播路徑的方位角和位置有關(guān)，并指出可以通過(guò)波速變化的各向異性特征來(lái)識(shí)別主應(yīng)力方向。高峰等[15]通過(guò)巖石單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)，計(jì)算了不同應(yīng)力水平下的聲發(fā)射時(shí)間序列的關(guān)聯(lián)維數(shù)，發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)維數(shù)隨相空間維數(shù)的增大而增大，*后趨于穩(wěn)定。姚旭龍等[16]開(kāi)展了不同巖性的單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)，并構(gòu)建了基于聲發(fā)射信號(hào)能量貢獻(xiàn)率的巖體破裂關(guān)鍵信號(hào)的優(yōu)選方法。Moradian等[17]對(duì)預(yù)先存在缺陷的花崗巖的棱柱形巖樣進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，將聲發(fā)射信號(hào)與巖石的應(yīng)力-應(yīng)變圖相關(guān)聯(lián)，認(rèn)為聲發(fā)射撞擊數(shù)與裂縫數(shù)量正相關(guān)，能量與裂縫事件的大小正相關(guān)。李文洲等[18]通過(guò)開(kāi)展煤樣單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)，采用裂紋體積應(yīng)變法和聲發(fā)射法共同確定了煤樣單軸載荷下的起裂強(qiáng)度，并對(duì)煤樣起裂強(qiáng)度的影響因素及對(duì)各因素響應(yīng)的敏感度進(jìn)行了探討。田芯宇等[19]對(duì)不同飽水狀態(tài)的紅砂巖單軸壓縮試驗(yàn)過(guò)程中的聲電信號(hào)進(jìn)行了綜合監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)試樣含水狀態(tài)的變化對(duì)試樣的強(qiáng)度和聲電信號(hào)均具有明顯的影響，不同損傷演化階段中聲電信號(hào)所占的比例能較好地反映巖石試樣的損傷演化規(guī)律。趙奎等[20]開(kāi)展了不同含水率條件下的紅砂巖單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)，探究了不同含水率條件下聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)序演化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)隨著含水率的增加，紅砂巖聲發(fā)射事件活躍期逐漸后移，干燥、自然與飽水狀態(tài)下的紅砂巖試件聲發(fā)射破壞模式分別為主震型、前震-主震-后震型和群震型。姚強(qiáng)嶺等[21]通過(guò)監(jiān)測(cè)不同含水率和不同巖性煤巖系單軸壓縮試驗(yàn)和變角剪切試驗(yàn)中的聲發(fā)射信號(hào)，對(duì)不同含水率和不同巖性的煤巖系力學(xué)特性和破壞機(jī)理進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)聲發(fā)射累積計(jì)數(shù)隨含水率的增加而減小。Guo等[22]通過(guò)對(duì)不同高徑比的煤樣進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)，分析試驗(yàn)過(guò)程中的應(yīng)力、應(yīng)變和聲發(fā)射信號(hào)發(fā)現(xiàn)，隨著高徑比的減小，煤樣的單軸抗壓強(qiáng)度和峰值應(yīng)變均增大，且煤樣破壞過(guò)程中根據(jù)聲發(fā)射活動(dòng)確定的平靜期和快速下降期的持續(xù)時(shí)間隨高徑比的減小而縮短。楊文君等[23]開(kāi)展了不同加載速率下的砂巖單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)加載率較高時(shí)，砂巖聲發(fā)射信號(hào)的撞擊幅值也維持在較高的水平，加載率越高，累積聲發(fā)射計(jì)數(shù)增長(zhǎng)越快。韓軍等[24]采用不同單軸抗壓強(qiáng)度的煤樣進(jìn)行了單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)，對(duì)煤樣單軸壓縮破壞各階段的聲發(fā)射能量、振鈴計(jì)數(shù)等參數(shù)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)不同強(qiáng)度的煤樣聲發(fā)射特征在線彈性階段和應(yīng)力峰值階段會(huì)發(fā)生明顯的突變。康玉梅等[25]對(duì)比分析了不同配筋率和不同壁厚鋼管混凝土單軸壓縮試驗(yàn)過(guò)程中的累積能量、累積撞擊數(shù)、b值、RA值、AF值等聲發(fā)射信號(hào)特征，認(rèn)為聲學(xué)特征參數(shù)的變化與混凝土試件的破壞過(guò)程各階段具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。洪鐵東等[26]對(duì)不同取代率的高強(qiáng)自密實(shí)再生塊體混凝土試件單軸壓縮過(guò)程中的聲發(fā)射特性進(jìn)行了研究，通過(guò)引入活躍系數(shù)對(duì)聲發(fā)射能量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)隨著取代率的升高，峰值應(yīng)力前聲發(fā)射的活動(dòng)強(qiáng)度顯著增加，基于聲發(fā)射確定的活躍系數(shù)可以作為混凝土是否適合繼續(xù)服役的判斷標(biāo)準(zhǔn)。楊增福等[27]對(duì)煤巖單軸壓縮破壞過(guò)程中的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，并對(duì)煤巖試樣單軸壓縮過(guò)程中的破壞與聲發(fā)射撞擊曲線和能量曲線進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)單軸壓縮條件下中粒砂巖和煤樣的破壞形式表現(xiàn)出明顯的不同，中粒砂巖的聲發(fā)射事件數(shù)遠(yuǎn)小于煤樣的聲發(fā)射事件數(shù)。盧蓉等[28]對(duì)預(yù)制了不同傾角裂隙的充填體試樣開(kāi)展了單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)，對(duì)其力學(xué)行為進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)裂隙傾角對(duì)充填體試樣的脆性及變形特性有較大的影響，隨著預(yù)制裂隙傾角的增大，試樣破壞類型逐漸由張拉型破壞轉(zhuǎn)變?yōu)槔粜推茐摹Ｚw康等[29]采用單軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)對(duì)兩種不同灰砂比的尾砂膠結(jié)充填材料試樣的力學(xué)特性和協(xié)同變形特征進(jìn)行了研究，認(rèn)為不同灰砂比組合體的聲發(fā)射活動(dòng)特征同樣也具有4個(gè)典型階段，應(yīng)力峰值相較于聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)峰值具有一定程度的滯后，隨著組合體強(qiáng)度的增大，聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)整體逐漸減少。 單軸壓縮試驗(yàn)可以在一定程度上反映巖石試樣破壞過(guò)程中的力學(xué)特性，但由于其加載方式的限制，無(wú)法真實(shí)地模擬地下巖體的受力情況。當(dāng)隧道、硐室、巷道和采場(chǎng)開(kāi)挖以后，臨空面的巖體不再處于三維應(yīng)力條件約束，而是處于典型的二維應(yīng)力狀態(tài)。雙軸加載試驗(yàn)可以較好地模擬臨空面巖體的受力及破壞情況，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)雙軸壓縮下巖體的聲發(fā)射特征開(kāi)展了豐富的研究。張曉君等[30]開(kāi)展了具有巖爆傾向性的單卸壓孔劈裂試樣雙軸壓縮試驗(yàn)，結(jié)合應(yīng)變和聲發(fā)射監(jiān)測(cè)，提出了在施工單卸壓孔基礎(chǔ)上將其劈裂的局部解危方法，但對(duì)于多孔劈裂的解危效應(yīng)還有待研究。徐世達(dá)等[31]開(kāi)展了雙軸加載條件下的巖石試樣破裂聲發(fā)射試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)雙軸加載試驗(yàn)中b值的變化規(guī)律與單軸加載試驗(yàn)中b值的變化規(guī)律相似，隨著應(yīng)力的增大，都呈現(xiàn)出先增大后減小的整體趨勢(shì)。Dong等[32]通過(guò)開(kāi)展雙軸加載條件下的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著中間主應(yīng)力的增加，花崗巖試樣的破裂特征從“突然聚集”變?yōu)椤斑B續(xù)分散”，增大中間主應(yīng)力導(dǎo)致試樣破裂過(guò)程中高頻AE信號(hào)和剪切裂縫的比例增加，進(jìn)而促使了試樣發(fā)生不穩(wěn)定破壞。李建樂(lè)等[33]采用離散元數(shù)值分析軟件PFC建立了煤樣雙軸加載壓縮模型，對(duì)煤樣整體的破壞形態(tài)、裂紋的發(fā)育、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及聲發(fā)射事件進(jìn)行了研究。魏嘉磊等[34]開(kāi)展了含圓孔試樣的雙軸加載聲發(fā)射監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中聲發(fā)射能量參數(shù)、事件參數(shù)、b值和熵值等參數(shù)與破裂前兆之間的關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)熵值前兆出現(xiàn)*早，b值前兆出現(xiàn)*晚，采用聲發(fā)射累積參數(shù)曲線*容易對(duì)巖石破壞前兆進(jìn)行識(shí)別。秦乃兵等[35]通過(guò)開(kāi)展含孔洞巖石試樣的雙軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)，研究了含水率對(duì)孔洞巖體聲發(fā)射特性的影響，發(fā)現(xiàn)對(duì)于干燥巖石試樣，巖爆發(fā)生前聲發(fā)射都具有平靜現(xiàn)象，含水試樣在
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