岩巷岩体失稳破坏的红外和声发射联合监测预警技术研究

摘要/Abstract

摘要： 对岩巷工程灾害的预警预报和应急响应是减少人员伤亡和经济损失的重要途径，通过红外辐射和声发射联合监测含孔岩石在受力过程中的物理变化可以有效地模拟岩巷工程灾害演化与爆发。为此，开展了含孔洞岩石加载过程的红外辐射和声发射联合监测试验，对含孔洞岩石加载的红外辐射和声发射特征以及二者之间的关系进行了研究。结果表明：①极差曲线随应变的变化具有明显的阶段性特征，特别在最后阶段，极差曲线加速上升并出现突跳点，反映了温度场的分异现象和前兆特征，前兆时间平均为95.71%峰值应力；②声发射能率和声发射率曲线具有阶段性变化特征，在后期阶段普遍存在岩石破坏的前兆特征，前兆时间平均为82.68%峰值应力；③岩石加载后期，红外与声发射前兆具有递进性，即声发射前兆早于红外前兆，两者的时间分界线在92%~95%峰值应力；④红外和声发射变化特征的关系与岩石的损伤破裂演化以及两种监测技术的特点有密切关系。根据试验结果，提出了岩巷岩体失稳破坏的红外和声发射联合监测预警技术，讨论了两种技术的互补性，并给出了联合监测预警的技术流程，供相关研究和现场监测参考。

关键词: 遥感-岩石力学, 岩巷, 红外辐射, 声发射, 联合监测

Abstract: 对岩巷工程灾害的预警预报和应急响应是减少人员伤亡和经济损失的重要途径，通过红外辐射和声发射联合监测含孔岩石在受力过程中的物理变化可以有效地模拟岩巷工程灾害演化与爆发。为此，开展了含孔洞岩石加载过程的红外辐射和声发射联合监测试验，对含孔洞岩石加载的红外辐射和声发射特征以及二者之间的关系进行了研究。结果表明：①极差曲线随应变的变化具有明显的阶段性特征，特别在最后阶段，极差曲线加速上升并出现突跳点，反映了温度场的分异现象和前兆特征，前兆时间平均为95.71%峰值应力；②声发射能率和声发射率曲线具有阶段性变化特征，在后期阶段普遍存在岩石破坏的前兆特征，前兆时间平均为82.68%峰值应力；③岩石加载后期，红外与声发射前兆具有递进性，即声发射前兆早于红外前兆，两者的时间分界线在92%~95%峰值应力；④红外和声发射变化特征的关系与岩石的损伤破裂演化以及两种监测技术的特点有密切关系。根据试验结果，提出了岩巷岩体失稳破坏的红外和声发射联合监测预警技术，讨论了两种技术的互补性，并给出了联合监测预警的技术流程，供相关研究和现场监测参考。

Key words: remote sensing rock mechanics, rock roadway, infrared radiation, acoustic emission, joint monitoring

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Study on the Joint Monitoring and Early Warning Technology of Instability and Failure in Roadway Rock Mass Based on Infrared and Acoustic Emission

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