单轴压缩条件下充填体—砂岩组合体破坏过程及前兆特征声发射试验研究

金属矿山 ›› 2022, Vol. 51 ›› Issue (05): 70-76.

单轴压缩条件下充填体—砂岩组合体破坏过程及前兆特征声发射试验研究

赵奎^1,2宋林^1,2曾鹏^1,2谢文健³龚囱^1,2伍文凯^1,2刘宇^1,2

1.江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州 341000；2.江西省矿业工程重点实验室，江西赣州 341000；3.江西省地质局生态地质大队，江西南昌 330001

出版日期:2022-05-15 发布日期:2022-05-27
基金资助:
国家自然科学基金项目（编号：52164004，52104086）；江西省重点研发计划重点项目（编号：20212BBG71009）；江西省博士后科研项目（编号：2020KY39）

Experimental Study on Failure Process and Precursor Characteristic Acoustic Emission of Filling Body-Sandstone Combination under Uniaxial Compression

ZHAO Kui^1，2SONG Lin^1，2ZENG Peng^1，2XIE Wenjian³GONG Cong^1，2WU Wenkai^1，2LIU Yu^1，2

1.School of Resources and Environmental Engineering,Jiangxi University of Technology,Ganzhou 341000,China;2.Jiangxi Key Laboratory of Mining Engineering,Ganzhou 341000,China;3.Ecological Geology Brigade,Jiangxi Geological Bureau,Nanchang 330001,China

Online:2022-05-15 Published:2022-05-27

摘要/Abstract

摘要： 分别对砂岩、充填体—砂岩组合体试件进行单轴压缩声发射（AE）试验，研究了试件破坏过程中AE振铃计数及主频特征，重点对比了组合体试件中砂岩侧、充填体侧所采集到的AE信号差异性，同时采用BP神经网络对峰值应力前组合体试件的AE信号类型进行识别，分析了试件破坏过程中不同类型AE信号的时间—应力变化关系及占比变化规律。研究表明：组合体试件的平均单轴抗压强度仅为砂岩试件的38.85%；组合体试件破坏过程中的声发射信号振铃计数量整体少于砂岩试件；峰值应力前，组合体试件中砂岩侧AE振铃计数“激增”现象明显；临近破坏前，组合体试件中砂岩类型的声发射信号占比逐渐下降，充填体类型信号的占比逐渐上升，这一现象可作为组合体试件破坏的前兆特征。

关键词: 声发射（AE）, 组合体, BP神经网络, 信号类型, 前兆信息

Abstract: The acoustic emission (AE) characteristics of sandstone and filling sandstone composite specimens under uniaxial compression were studied.The AE counts and dominant frequency characteristics were discussed.The differences of AE signals collected from sandstone side and filling side in composite specimens were compared.At the same time,BP neural network was used to identify the AE signal types of composite specimens.The law of proportion and time-stress of different types of AE signals in the failure process are analyzed.The results show that the average uniaxial compressive strength of composite specimens is only 38.85% of sandstone specimens.The number of AE counts of composite specimens are less than sandstone specimens in the failure process.The AE counts on the sandstone side of the composite specimens increased significantly before the peak stress.The proportion of AE signals of sandstone type in the composite specimens gradually decreased before failure,while the proportion of filling type signals gradually increased.This phenomenon can be used as a precursory feature of the failure of composite specimens.

赵奎, 宋林, 曾鹏, 谢文健, 龚囱, 伍文凯, 刘宇. 单轴压缩条件下充填体—砂岩组合体破坏过程及前兆特征声发射试验研究[J]. 金属矿山, 2022, 51(05): 70-76.

ZHAO Kui, SONG Lin, ZENG Peng, XIE Wenjian, GONG Cong, WU Wenkai, LIU Yu. Experimental Study on Failure Process and Precursor Characteristic Acoustic Emission of Filling Body-Sandstone Combination under Uniaxial Compression[J]. Metal Mine, 2022, 51(05): 70-76.

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