梯度应力作用下模型试件声发射-红外特征及岩爆孕育演化研究

吝曼卿; 高成程; 夏元友; 张电吉; 刘夕奇; 梁晓帅

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.02.004

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2022, Vol. 41 ›› Issue (02) : 31 -41. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.02.004

梯度应力作用下模型试件声发射-红外特征及岩爆孕育演化研究

吝曼卿, 高成程, 夏元友, 张电吉, 刘夕奇, 梁晓帅

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摘要

为研究不同梯度应力作用对岩体岩爆特性的影响及岩爆孕育的时空演化规律，借助YB-A型岩爆模拟试验装置对具有岩爆倾向性的模型试件进行梯度应力作用下的加卸载试验，利用高速摄像机、红外热像仪和声发射(AE)等监测手段，捕捉试件在加载作用下的AE变化特征及红外辐射特征，对模型试件加载过程中AE特征参数进行处理并对热像进行图像增强处理与能量演化分析，分析梯度应力作用下模型岩爆孕育过程的时空演化规律。研究结果表明：模型试件受均布加载、低梯度加载与高梯度应力下的岩爆孕育演化特征存在明显差异；模型试件在梯度应力作用下的岩爆孕育过程中呈现出的AE特征、红外辐射时空演化特征与岩爆孕育发生过程具有良好的同步性，且其AE特征与红外辐射特征随应力梯度作用的不同而存在明显的差异；随着模型加载应力梯度的增大，模型加载过程中能量累积段时间增加、耗散阶段时间变短、能量释放率变大，能量积累-耗散-释放各个阶段的差异是模型岩爆烈度随加载应力梯度增强的原因。