细砂岩声发射事件空间定位影响因素及影响机制初探

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声发射空间定位技术应用已十分广泛,然而声发射系统灵敏度较高,存在许多影响因素至今尚未进行系统研究,鉴于此为提高其精确性,本文以取自四川绵阳细砂岩为研究对象,利用岩石力学加载设备和声发射监测设备进行实验,对端头效应、含水量、加载速率等三个影响因素的AE空间定位进行系统研究。同时对不同加载速率条件下试件断口进行电镜扫描,初步分析声发射事件的产生机制。端头效应为影响因素的实验结果表明:端头效应明显的试件以剪切破坏为主,端头效应不明显的试件以拉伸破坏为主。端头效应明显的声发射事件产生和结束时间以及声发射事件活跃期均提前,试件在破坏时存在声发射事件空白区,空白区往往是破坏比较严重的区域。纸质垫片与减磨剂结合使用对降低端头效应和阻隔来自压力机的噪音效果显著。水为影响因素的实验中,试件含水量为干燥状态、25%、50%、75%、饱和状态。实验结果表明:随着含水量的增加,试件的单轴抗压强度和波速均减小,试件破坏耗时增加,声发射事件活跃期滞后,且随着含水量的增加(减小)滞后时间变大(变小),声发射事件空间分布也更加随机。加载速率为影响因素的实验中,加载速率分别为0.002mm/s、0.004mm/s、0.006mm/s、0.008mm/s、0.010mm/s。实验结果表明:随着加载速率的增加,试件的单轴抗压强度变大,声发射事件数减小,声发射事件在加速增长阶段增长率增大。通过对不同加载速率条件下有、无声发射事件产生区域进行电镜扫描发现,随加载速率增加,有声发射事件产生区域试件晶面损伤趋于明显,无声发射事件产生区域试件晶面损伤程度变化不大。
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