《基於多頻率岩石聲發射事件宏微觀形成機制研究》是依託太原理工大學，由馮小靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於多頻率岩石聲發射事件宏微觀形成機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮小靜
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
聲發射事件空間定位技術在岩體工程災害及實驗室岩石破壞機理研究等方面套用十分廣泛，但同類岩樣的聲發射事件時空分布特徵表現出多樣性，且在工程中這種多樣性和複雜性更加明顯。這個現象反映的本質其實是對聲發射事件形成機制認識的不足，聲發射與岩性本身屬性是直接相關的，其對岩石宏微觀結構是十分敏感的，且不同頻率聲發射的敏感宏微觀缺陷尺度是不同的，只有建立起不同頻率聲發射與岩石宏微觀結構間的關係，才能揭示聲發射事件的形成機制。基於此，本項目通過CT掃描建立原生裂紋和預製裂紋等巨觀結構的表征方法，套用電鏡掃描和X射線衍射方法建立岩石原生和受載後的微觀表征，實現不同尺度宏微觀結構的表征。通過寬頻聲發射系統建立不同頻率聲發射時空分布特徵，建立聲發射參數特徵和聲發射事件時空分布特徵與不同尺度原生裂紋、預製裂紋及岩石礦物組成、原生微觀結構和微觀破壞形態之間的關係，從多頻率、宏微觀上揭示岩石聲發射事件的形成機制。
結題摘要
在岩石聲發射特性試驗研究中，往往得到一些同類岩樣的聲發射事件時空分布特徵不同，出現難以解釋和總結共性的現象，這主要是因為聲發射與岩石本身屬性是直接相關的，其對岩石微觀結構是十分敏感的，複雜的微觀結構導致在同類岩樣的聲發射實驗中出現了難以解釋和總結共性的現象。在不同尺度試樣的實驗中，聲發射的敏感宏微觀缺陷尺度不同，從而導致觀測目標頻率不同，不同頻率聲發射事件時空分布特徵是有所區別的，其反映了對聲發射事件形成機制認識的不足，只有建立了不同頻率聲發射事件與岩石宏微觀結構之間的關係，才能較準確、全面、真實的揭示聲發射事件的形成機制。因此，本研究開展了聲發射多頻率、宏微觀缺陷多尺度下的聲發射事件與岩石宏微觀結構之間關係的研究，建立了聲發射參數特徵、聲發射事件時空分布特徵與原生裂紋、預製裂紋及岩石礦物組成、原生微觀結構和微觀破壞形態之間關係，從多頻率、宏微觀上揭示岩石聲發射事件的形成機制。得到如下一些成果：①建立了多頻段聲發射探頭類型的選擇方法，研製了能夠得到岩石的全應力-應變曲線的非接觸式的岩石破壞多頻率聲發射和CT採集系統及方法。②在數字岩心模型重建過程中使用基於最大類間方差法和分水嶺算法的閾值分割方法將岩石的骨架、主要礦物成分、孔隙三相分割並組合重建為利於定量分析的數字模型。③鏡面區是聲發射事件形成的根源，其對應的顆粒間的滑移以及岩石內部微裂隙共同作用產生的破壞能夠形成聲發射事。④黃砂岩受載破壞過程主頻有較明顯的分段，主要集中在98KHz-102KHz，148KHz-150KHz，225KHz-250KHz，270KHz-280KHz，290KHz-320KHz這5個頻段，不同頻段主頻信號數量及分布的變化是岩石內部不同破壞類型以及應力狀態的反應。研究成果對聲發射技術在工程動力災害的監測預測等方面的套用具有重要的理論和實際意義。
