单轴压缩下炭质板岩的应变速率效应及声发射特性

摘要：

为了探究应变速率对炭质板岩单轴力学特性和声发射特征的影响,开展了4组不同准静态应变速率(8.50×10-6s-1、1.70×10-5s-1、1.70×10-4s-1和3.34×10-4s-1)下的单轴压缩试验,并同时监测了加载过程的声发射信号.基于试验数据,总结分析了应变速率对炭质板岩应力-应变关系、能量耗散及声发射特征的影响规律,探讨了应变速率的影响机制.同时,基于加载过程中耗散能密度的演变规律,提出了将耗散能曲线平直段起点作为炭质板岩闭合应力σcc、平直段终点作为扩容应力σcd的特征应力确定方法.结果表明:在准静态应变速率范围内,炭质板岩的弹性模量和峰值强度随应变速率的增大均先增大后减小,在应变速率1.7×10-4s-1时达到最大值;闭合应力、起裂应力和扩容应力与峰值应力的比值基本在0.37、0.55和0.74左右,不随应变速率发生变化;应变速率对声发射信号影响显著,随应变速率增加,0～50kHz内的主频率占比逐渐增加,而100～250kHz内的主频率占比逐渐减小,炭质板岩的破坏形式逐渐由张拉破坏变为剪切破坏.

关键词：炭质板岩、应变速率、单轴压缩、特征应力、声发射

所属期刊栏目：50

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：上海市青年科技英才杨帆计划;自然科学基金;自然科学基金;滇中引水工程关键技术研究

在线出版日期：2022-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1276-1285