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北武夷山隧道围岩室内声发射特性研究
| 论文题名： | 北武夷山隧道围岩室内声发射特性研究 |
| 关键词： | 隧道施工;隧洞围岩;声发射特性;微震监测技术 |
| 摘要： | 作为一种无损检测技术，声发射与微震监测技术常被用作研究脆性材料在荷载作用下失稳破坏的工具，它是利用声波或地震原理来探测岩爆发生前岩体破裂的前兆特性，进而对可能要发生的岩爆进行评估和预警。北武夷山隧道福建段有长约1150m施工段埋深在644.3～1100m之间，属于极高应力区。在这样的大埋深、高地应力条件下进行隧洞开挖，极易在开挖过程中引起岩爆，因此在施工掘进过程中，采用声发射与微震监测技术对隧洞围岩体稳定性进行连续、实时监测。为更好地开展施工现场的声发射微震监测预警工作，本文针对具有典型代表性的凝灰岩和花岗岩进行室内声发射特性研究，根据其加载破坏过程中的声发射特性，为现场监测预警工作提供参考依据。 根据所选取的北武夷山隧道岩样，在室内开展单轴压缩试验，获得简单加载和循环加卸载条件下岩石试样撞击、能量及定位事件空间分布等声发射参数，并对这些参数特性进行研究。研究表明，岩石试样失稳破坏前期，撞击数、能量和事件数具有突增特性，但突增对应的应力百分比不同，通过将三者结合起来，可为工程现场围岩体稳定性监测的危险预判提供参考依据。从能量释放的角度，对岩石加载条件下发生Felicity效应的前后阶段能量释放特性进行分析，对Felicity现象进行深入研究，发现发生Felicity效应的前一次加载时有大量的能量释放，表明Felicity效应是由于岩石内部发生较大损伤破坏而导致岩性改变的外在反映。对试验过程中所获得的声发射参数时间序列，按照应力百分比及加卸载循环进行分段，研究不同应力阶段声发射参数分形特性，结果表明在简单加载条件下，花岗岩能量系列破坏时分形维数值为0.04，凝灰岩为0.02;花岗岩撞击系列破坏时分形维数值为0.2，凝灰岩为0.1。在循环加载条件下，花岗岩和凝灰岩撞击系列破坏前分形维值均为0.1，能量序列均为0.02。根据定位事件演化发展，研究岩石试样加载破坏过程中内部裂纹及损伤发展的演化规律，运用盒维法，对不同阶段定位事件的空间分形维数进行计算，得到岩石破坏前的空间分形维数值最低，其值约为2.6。 |
| 作者： | 林朝阳 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 黄玉仁;李庶林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 厦门大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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