基于矩張量理論的巖石破裂聲發(fā)射震源機(jī)制分析.pdf

1、巖石是典型的具有非均勻性的脆性材料，內(nèi)部富含各種缺陷（微裂紋、孔隙、節(jié)理裂隙等）。巖體變形破壞過(guò)程的實(shí)質(zhì)是巖石中裂紋的萌生、擴(kuò)展、相互作用和貫通的過(guò)程。開展巖石聲發(fā)射試驗(yàn)研究，觀測(cè)巖石內(nèi)部微裂紋時(shí)空演化規(guī)律，對(duì)于巖石失穩(wěn)破壞機(jī)制的研究、礦山地壓災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)具有十分重要的意義。對(duì)于巖石破壞機(jī)制的研究，僅僅知道微裂紋的時(shí)空分布特征是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，如果從本質(zhì)上研究裂紋的演化機(jī)制，還需要知道裂紋的產(chǎn)生類型和滑移方向及其時(shí)空演化規(guī)律，這樣才能更深

2、層次的了解微裂紋之間的相互作用和擴(kuò)展、貫通機(jī)制，而矩張量理論可以為這方面的研究提供一種有效的手段。論文主要針對(duì)以上提出的問(wèn)題展開，研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)采用自回歸模型理論和AIC判據(jù)實(shí)現(xiàn)了聲發(fā)射信號(hào)到時(shí)的提取，合理布置傳感器陣列以滿足聲發(fā)射定位精度的要求;基于CAD二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了聲發(fā)射事件定位、震源參數(shù)的直觀顯示。
　　(2)總結(jié)震源機(jī)制的研究方法，著重研究了既能得到巖石破裂宏觀破裂類型結(jié)果，又能夠得到巖石破裂面法線及運(yùn)

3、動(dòng)方向的矩張量方法。基于彈性波動(dòng)理論和矩張量理論，通過(guò)聲發(fā)射信號(hào)P波初動(dòng)振幅的拾取，對(duì)聲發(fā)射定位事件的震源機(jī)制進(jìn)行研究，進(jìn)而得到巖石內(nèi)部微裂紋的破裂方向、大小、滑移方向等參數(shù)，同時(shí)給出了基于聲發(fā)射數(shù)據(jù)的矩張量求解流程，并采用Matlab軟件編寫了相關(guān)數(shù)據(jù)分析程序。
　　(3)開展了三點(diǎn)彎曲和“Z”型剪切實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比分析微裂紋的破裂類型結(jié)果與試樣的最終破壞形式，驗(yàn)證了自行編寫的矩張量分析程序?qū)r石裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展機(jī)制研究的可靠性。<