巖石多因素Kaiser效應(yīng)特征研究及地應(yīng)力實測.pdf

1、隨著經(jīng)濟與國防建設(shè)的不斷發(fā)展，地下空間開發(fā)逐步走向深部，原巖應(yīng)力測量已成為地下工程施工中必須解決的技術(shù)難題，目前的諸多地應(yīng)力測量方法在深部巖體中已經(jīng)不適用，同時工程巖體受到地下水的侵蝕及承壓地下水的作用， Kaiser效應(yīng)法是目前測量地應(yīng)力比較可行的方法。解決測量過程中含水率、孔隙水壓、圍壓等因素對巖體 Kaiser效應(yīng)的影響規(guī)律是一項基礎(chǔ)性的前沿課題。本文對 MTS815.02電液伺服試驗系統(tǒng)進(jìn)行改造，以工程巖體紅砂巖為研究樣本，并結(jié)

2、合AE21C聲發(fā)射檢測儀等試驗設(shè)備研究了圍壓、含水率、孔隙水壓影響下紅砂巖的力學(xué)特性、聲發(fā)射特征以及Kaiser效應(yīng)變化規(guī)律，利用Kaiser點信號能量分布特征提出了一套Kaiser點的選取方法。主要工作內(nèi)容及研究成果如下：
　　（1）對MTS815.02電液伺服試驗系統(tǒng)加載底座進(jìn)行技術(shù)改造，將檢波器由三軸室外部移至內(nèi)部，并利用系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)將信號線引出，使聲發(fā)射檢測儀傳感器在不受圍壓、孔隙水壓影響下采集到更加準(zhǔn)確、真實的聲發(fā)射信號

3、，并有效減少了環(huán)境噪聲的影響。
　?。?）進(jìn)行了不同圍壓、含水率、孔隙水壓下紅砂巖單軸、三軸壓縮試驗，得到不同因素影響下紅砂巖的彈性模量、峰值強度、峰值應(yīng)變、殘余強度、振鈴計數(shù)率、累計振鈴計數(shù)以及累計能量的變化規(guī)律，并詳細(xì)分析了產(chǎn)生此規(guī)律的內(nèi)在機理。
　　（3）在對循環(huán)加卸載條件下紅砂巖聲發(fā)射參數(shù)與時間關(guān)系曲線進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，初步確定 Kaiser點范圍，并對此范圍內(nèi)所有點進(jìn)行頻帶能量分析，得到特征頻帶為62.5~93.7

4、5kHz，Kaiser點在特征頻帶能量百分比最高，根據(jù)Kaiser點在特征頻帶的能量分布特點提出了一套 Kaiser點選取方法，即特征頻帶能量分析法。使用此方法對取自唐口煤礦-1000m水平巖樣進(jìn)行了Kaiser點選取，得到的地應(yīng)力計算結(jié)果與套孔應(yīng)力解除法測量結(jié)果相近。
　?。?）對各因素影響下紅砂巖循環(huán)加卸載聲發(fā)射信號進(jìn)行分析，確定 Kaiser點與FR值，并分析了不同圍壓、含水率、孔隙水壓影響下紅砂巖Kaiser點的變化規(guī)律，