深埋大理巖單軸巖爆試驗聲發射特征研究

楊 瓊， 何鄒俊， 周科禮， 李紅利， 梅甫定

（1.中國地質大學（武漢）工程學院，武漢 430074；2.大冶有色金屬有限責任公司銅綠山銅鐵礦，湖北黃石 435000）

隨著礦山、水利水電、鐵路（公路）交通隧道等巖體工程建設向深部發展，巖爆災害給深部巖體工程建設帶來了巨大的挑戰，對人員、設備安全造成嚴重威脅. 巖爆誘因的復雜性造成巖爆災害具有多因一果的特殊性，也導致學術上尚未對巖爆形成統一的定義［1-3］. 一般認為，巖爆是硬脆完整巖體開挖后急速釋放儲存于其中彈性變形能的動力破壞現象，是一種典型的脆性失穩破壞，并在宏觀上主要表現為從完整的硬脆圍巖表面開始到圍巖內部，往往由張性破裂向剪切破裂演化［4-6］.

聲發射（acoustic emission，簡稱AE）是指材料局部因能量的快速釋放而發出瞬態彈性波的現象，是材料內部由于不均勻的應力分布所導致的由不穩定的高能態向穩定的低能態過渡時產生的應力松弛過程［7］. 目前已有許多學者對單軸巖爆展開了研究，20世紀30年代，Obert和Duvall發現巖石材料受到外界載荷作用產生聲發射現象，此后越來越多的學者開始將聲發射技術運用于巖石類材料的破壞過程研究［8］.

宮宇新等［9］在花崗巖單軸壓縮試驗基礎上，建立了聲發射特征量的多維度瞬時頻率前兆信息優化分析方法. 楊艷霜等［10］通過硬脆性大理巖單軸壓縮巖爆試驗發現，巖爆的發生具有明顯的滯后性特征，破壞過程產生豎向劈裂裂紋數量居多. 李俊平等［11］研究了……