基于聲發(fā)射參量表征塊石膠結(jié)充填體損傷破壞機(jī)理研究.pdf

1、聲發(fā)射、應(yīng)力、應(yīng)變參量三者均屬材料本構(gòu)參量，對(duì)塊石膠結(jié)充填體進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí)，其受力歷史是未知的，很難根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變參量的本構(gòu)關(guān)系來(lái)評(píng)價(jià)，而材料聲發(fā)射由于具有不可逆性，正好彌補(bǔ)了這一不足。因?yàn)榧虞d過(guò)程中的微裂紋擴(kuò)展速率可以利用聲發(fā)射事件的概率密度表征，本文擬應(yīng)用學(xué)者 Dai和學(xué)者Labuz研究脆性材料（混凝土、巖石等）聲發(fā)射特性時(shí)提及的聲發(fā)射事件累積數(shù)N與應(yīng)力水平σ%間的聲發(fā)射事件概率密度函數(shù)，通過(guò)不同骨料配比塊石膠結(jié)充填體單軸加載聲發(fā)射

2、試驗(yàn)，獲得承載過(guò)程不同時(shí)刻的聲發(fā)射累積數(shù)，根據(jù)計(jì)算公式得出聲發(fā)射事件概率密度，通過(guò)聲發(fā)射事件概率密度與應(yīng)力水平關(guān)系曲線分析，表征單軸載荷下塊石膠結(jié)充填體不同強(qiáng)度等級(jí)（骨料配比不同）力學(xué)參數(shù)（相對(duì)應(yīng)力水平）與聲發(fā)射參數(shù)（聲發(fā)射事件概率密度）的關(guān)系。綜上所述，本文主要研究結(jié)論如下：
　?。?）通過(guò)分析不同塊石含量膠結(jié)充填體破壞過(guò)程全應(yīng)力-應(yīng)變曲線，根據(jù)曲線的變化特征可以將充填體試樣變形過(guò)程劃分為壓密、彈性變形、屈服變形、破壞以及殘余承

3、載五階段；塊石含量的增加在一定程度上減少了垂直于壓應(yīng)力方向的原始微裂隙、孔隙數(shù)量，改善了塊石膠結(jié)充填體初始內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
　?。?）隨著塊石含量增加，累計(jì)聲發(fā)射事件數(shù)快速增長(zhǎng)階段（直線段）出現(xiàn)由壓密段向塑性段過(guò)渡的明顯趨勢(shì)；由于累計(jì)聲發(fā)射事件數(shù)與損傷存在關(guān)聯(lián)，因此，在塊石含量的影響下，整個(gè)承載過(guò)程膠結(jié)充填體損傷的主要階段出現(xiàn)后移趨勢(shì)；塊石含量較低時(shí)，整個(gè)承載過(guò)程中損傷值及其變化規(guī)律比較接近純尾砂膠結(jié)充填體，塊石含量持續(xù)增加，達(dá)到45%

4、左右時(shí)，中等應(yīng)力水平以下（應(yīng)力水平小于50%），損傷值變化不明顯，且一直在較低水平波動(dòng)，說(shuō)明塊石含量增加對(duì)尾砂膠結(jié)充填體承載前期的損傷具有較好的抑制作用。
　?。?）通過(guò)分析大量聲發(fā)射試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到，塊石膠結(jié)充填體的破裂模式主要可以分為劈裂破裂模式、條形破裂模式和爆裂破裂模式；這些破裂模式的形成均由塊石含量的變化引起；將聲發(fā)射參數(shù)和塊石含量建立聯(lián)系，擬合得出聲發(fā)射速率參數(shù)a，根據(jù)其變化趨勢(shì)可得到三種塊石膠結(jié)充填體破壞判別模式，即持續(xù)