乌海矿区奥灰岩单轴声发射响应特征及损伤演化规律研究

摘要

奥灰岩的变形破坏特征及其损伤演化规律对分析煤矿奥灰岩底板受采动影响的突水灾变防治具有重要的研判作用，为此通过时域和派生等声发射参数表征了奥灰岩单轴压缩条件下压密、弹性、塑性及破坏等阶段的力学特性响应特征，分析了奥灰岩内部裂纹扩展、岩石能量释放和声发射信号捕捉随时间的变化特征，并基于损伤力学基本原理，建立以声发射累积能量表征的奥灰岩损伤模型，揭示了奥灰岩损伤演化规律。研究表明：随着奥灰岩破坏程度的加深，声发射振铃计数与能量逐渐增长；声发射B值与裂纹尺度的演变过程呈现负相关，S值的演化与破裂源密度及能量尺度呈现正相关；基于声发射累计能量建立的奥灰岩损伤模型曲线能够较好地反映奥灰岩在单轴压缩情况下的渐进损伤过程，根据损伤曲线的变化趋势可将奥灰岩损伤过程分为初始损伤阶段、损伤稳定发展阶段和损伤急速发展阶段。

关键词

奥陶纪灰岩 / 变形破坏 / 声发射 / 响应特征 / 损伤规律