基于有源波导系统土体剪切试验过程声发射特征演化规律

摘要

近年来，土质边坡稳定性监测技术获得了较大发展，但滑坡体内部剪切过程监测和潜在风险感知仍然存在不少困难。本文利用有源波导系统和声发射（acoustic emission）技术研究土体在不同剪切条件下的AE信号特征演化规律。研究表明：振铃计数随剪切位移增加而迅速增大，并随含水率的增加呈幂函数减小；能量随着剪切位移加大呈现缓慢增加趋势，且含水率低、加载速率快的土样释放声发射能量更大；b值（岩土体破坏过程中AE小事件数与大事件数的比）随剪切位移先降低后平缓，宏观破坏发生后b值逐步稳定，而含水率与其成负相关。此外，试验揭示了AE信号的多因素演化规律，在振铃计数-b值空间中，随含水率的降低特征向量逐次向右下方移动，即低含水率试样总是具有更低的b值和更大的振铃计数；在振铃计数-能量空间中，随含水率增加，结果分布逐次向右上角移动，即能量和振铃计数同时增大；加载速率对结果分布形态亦有一定影响，且剪切速率越大，类间分离度越高。研究成果可为声发射技术在土质边坡滑动预测预警中特征指标选取提供理论依据。

关键词

土体剪切 / 加载速率 / 含水率 / 声发射 / 特征参数