单轴压缩条件下花岗岩次声波特性试验研究

金属矿山 ›› 2019, Vol. 48 ›› Issue (08): 32-37.

单轴压缩条件下花岗岩次声波特性试验研究

赵奎^1,2，丁健华^1,2，曾鹏^1,2，王万银^1,2，江树文^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

出版日期:2019-08-15 发布日期:2019-10-10
基金资助:
基金项目：国家重点研发计划项目（编号：2017YFC0804601），国家自然科学基金项目（编号：51664018），江西理工大学博士启动基金项目（编号：jxxjbs17063）。

Investigation on Characteristics of Granite Infrasound under Uniaxial Compression

Zhao Kui^1,2，Ding Jianhua^1,2，Zeng Peng^1,2，Wang Wanying^1,2，Jiang Shuwen^1,2

1. College of Resources and Environmental Engineering， Jiangxi University of Science and Technology， Ganzhou 341000， China； 2. Key Laboratory of Mining Engineering of Jiangxi Province， Ganzhou 341000， China

Online:2019-08-15 Published:2019-10-10

摘要/Abstract

摘要： 为研究花岗岩变形破坏过程中次声波信号特征，对中细粒二长花岗岩进行了单轴压缩次声波试验，研究了岩石变形破坏过程中次声波振铃次数、能率特征，重点分析了不同应力水平下累计振铃次数变化规律，同时对次声波能率分形维数进行了研究。研究结果表明：次声波振铃次数与能率在应力峰值前均有突增现象；相对应力水平小于70%左右时，次声波累计振铃次数变化整体趋向平稳，相对应力水平大于70%左右时，累计振铃次数呈现明显上升趋势；次声波能率具有明显的分形特性，能率分形维数在相对应力水平87%~96%范围内降至最小值，这一现象可作为岩石破坏的前兆特征。

关键词: 花岗岩, 次声波信号, 振铃次数, 能率, 分形维数

Abstract: In order to obtain the characteristics of infrasound signal during the deformation process of the granite，the laboratory experiments of medium-fine monzonitic granite under uniaxial compression were carried out to study the characteristics of ringing counts and energy rate during the deformation process of the rock. The variation characteristics of cumulative ringing counts in different stress levels are analyzed. And the fractal dimension characteristics of infrasound energy rate are studied. The results show that the ringing counts and energy rate of granite infrasound increase suddenly before stress peak appears. The cumulative ringing counts of infrasound tend to be stable at the relative stress level less than 70% of peak stress， and the cumulative ringing counts increased significantly as stress level exceeds 70% of peak stress. The energy rate of infrasound signal has obvious fractal characteristics. The fractal dimension of energy rate decreases to the minimum when the relative stress level ranges from 87% to 96%， as a precursory characteristics of rock fracture.

Key words: Granite, Infrasound signal, Ringing count, Energy rate, Fractal dimension

赵奎, 丁健华, 曾鹏, 王万银, 江树文. 单轴压缩条件下花岗岩次声波特性试验研究[J]. 金属矿山, 2019, 48(08): 32-37.

ZHAO Kui, DING Jian-Hua, ZENG Peng, WANG Wan-Yin, JIANG Shu-Wen. Investigation on Characteristics of Granite Infrasound under Uniaxial Compression[J]. Metal Mine, 2019, 48(08): 32-37.

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