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不同加载条件下岩石材料破裂过程的声发射特性研究

不同加载条件下岩石材料破裂过程的声发射特性研究
不同加载条件下岩石材料破裂过程的声发射特性研究

第32卷 第1期 岩 土 工 程 学 报 Vol.32 No.1 2010年 1月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Jan. 2010 不同加载条件下岩石材料破裂过程的声发射特性研究

李庶林1,唐海燕2

(1.厦门大学建筑与土木工程学院,福建 厦门 361005;2.长沙矿山研究院,湖南 长沙 410012)

摘 要:在刚性压力机上对岩石进行单轴全过程加载和加卸载试验,测试岩石材料在不同加载条件下受力变形过程的应力–应变、应力–时间–声发射事件累计值、应力–时间–声发射事件率关系曲线。在试验结果的基础上,分析了加载时岩石全过程声发射特性、加卸载时岩石在卸载和重复加载时的声发射特性。试验表明:在不同的应力水平进行人为卸载时在卸载过程中岩石都会产生明显的声发射;在应力水平低于峰值强度的50%时卸载后的重复加载过程中,在未达到前次加载应力水平之前时岩样的声发射事件数很少(事件率很小)或不产生声发射,即出现典型的Kaiser效应现象;而在超过60%峰值强度的应力水平卸载后的重复加载过程中则出现明显的声发射现象,即出现所谓的Felicity 现象;在加载和加卸载试验中,岩石峰后破坏过程中都产生大量的声发射事件。试验还表明,对于具有中压突增型声发射特性的岩样,都有峰值前出现声发射相对平静期现象的特点。

关键词:岩石声发射;加卸载;相对平静期;Kaiser效应;Felicity现象

中图分类号:TU458 文献标识码:A 文章编号:1000–4548(2010)01–0147–06

作者简介:李庶林(1963–),男,江西永修人,博士,教授,主要从事岩石力学、岩土工程、声发射与微地震监测技术方面的教学和研究工作。E-mail: shulin.li@https://www.wendangku.net/doc/809040063.html,。

Acoustic emission characteristics in failure process of rock under

different uniaxial compressive loads

LI Shu-lin1, TANG Hai-yan2

(1. Architectural and Civil Engineering College of Xiamen University, Xiamen 361005, China; 2. Changsha Institute of Mining Research,

Changsha 410012, China)

Abstract: Experiments on acoustic emission (AE) characteristics of full-regime rock failure are carried out with stiffness test machine (MTS) under uniaxial loading, cyclic loading-unloading conditions to obtain the relations of stress-strain, stress-time-accumulative counts of AE, stress-time-AE rates. Based on the test results, the AE characteristics of loading process, unloading and reloading of loading-unloading process are analyzed. The results show that AE phenomena can apparently appear during the process of unloading. When being reloaded under the stress level not more than 50% of the peak stress, there are less or little AE counts occurring as long as the stress level is not more than the previous loading stress level, that means the Kaiser effect occurs. While reloading is made again on the stress-level of over 60% of the peak stress, there occurs obviously AE events, that is so-called the Felicity phenomenon. Rock samples show a large amount of AE events in the post-peak region for both loading and loading-unloading processes. And the results also show that there exists a relatively tranquil period phenomenon of AE for all samples of the style of AE abruptly increasing during middle stress stage.

Key words: acoustic emission of rock; loading-unloading; relatively tranquil period; Kaiser effect; Felicity phenomenon

0 前 言

岩石声发射是岩石材料受力过程中其内部原生裂纹和缺陷的扩展以及新的微破裂的孕育、萌生、演化、扩展和断裂过程所释放的弹性波。自20世纪中期以来,岩石声发射技术已广泛应用于隧道、边坡、水电等地下工程和矿山地压与安全监测中[1]。在岩石受力破坏过程的声发射特性方面,国内外一些学者进行过广泛的室内实验研究,包括岩石受压、张拉、剪切和断裂试验条件下的声发射特性研究等。50年代前苏联研究了岩石的声发射特性并用于矿山地压的监测中;60年代初期,Mogi对岩石进行了大量的声发射实验研究,探讨了受压岩石破裂过程的声发射特性[1];70

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基金项目:国家自然科学基金项目(10572122);国家863计划项目(2006AA06Z117);国家科技部社会公益项目(2004DIB3J137)

收稿日期:2008–12–19

148 岩土工程学报 2010年

年代, Hardy对岩石材料的声发射特性进行了大量的研究,涉及拉压试验、声发射事件频率和能量等的研究;80年代,日本的一些学者对岩石的声发射特性、岩石的Kaiser效应等进行过广泛的室内试验研究;Holcomb等采用声发射技术来研究岩石类脆性材料的破坏情况[1-3]。90年代,Rao等采用声发射技术来研究岩石在循环加载过程中的渐进破坏性质[4];Lockner 探讨了声发射技术在研究岩石破坏机理方面的作用,Cox等研究了岩石微破裂、软化过程中的声发射现象,Rudajev等也通过单轴压缩试验研究了岩石破裂过程中的声发射特性[5-8]。Pestman等对砂岩三轴应力状态下的破坏特性和声发射特性之关系、应力记忆现象进行了研究[9]。20世纪末,Dai对岩石类材料损伤与声发射特性之间的关系、对不同孔隙度的类岩石材料的声发射特性进行了研究,并认为其研究结果可用于对此类材料破坏的实时监测和预报[10]。近年来,Tham 等采用多通道声发射系统监测研究了板状岩石试样在拉伸时的声发射特性,并采用二维有限元软件对声发射进行了模拟分析[11];Ganne等利用声发射技术对岩石峰值前的脆性破坏进行了研究,给出了整个过程中累积声发射能量的4个过程[12]。

20世纪70年代,声发射技术在我国的岩土工程和矿山生产中开始得到应用。在国内,陈颙较早地开展了岩石声发射特性的室内试验研究[13];彭守拙,吴刚等针对岩石声发射特性开展了室内试验研究工作[14-15]。万志军等通过试验研究了岩石在不同加载速率时的声发射特性,并对加载速率与裂纹之间的量化关系进行了研究[16]。蒋海昆等对高围压条件下的花岗岩变形破坏过程的声发射特性进行了试验研究,并根据试验结果分析了声发射的时序特性[17]。笔者曾在单轴压缩试验中,研究了应力–声发射事件数(率)–时间之间的关系,对岩石峰值前的声发射事件出现相对平静期现象进行了研究和探讨[18];张茹等在单轴多级加载试验中进一步研究和证实了岩石峰前声发射事件相对平静期现象[19]。尹贤刚等还在室内试验研究的基础上,在理论上研究了岩石声发射的分形维值的变化特征等[20]。近年来,付小敏对岩石单轴受力变形过程中的声发射特性开展试验研究[21];余贤斌等还研究了直接单拉、劈裂和单轴压缩时的岩石的声发射特性,对不同加载方式时的声发射特性进行了对比分析[22]。

上述的岩石声发射试验研究和理论研究,不断增强了人们认识岩石声发射特性的认识,促进了声发射技术应用的进步。但是,正如一些学者所指出的声发射技术是一门理论落后于应用的技术[2]。这主要体现在对岩石材料的声发射破裂机理认识不足,迄今为止主要集中在定性方面的研究,且所获得的共性的、具有普遍意义的结果不多,特别是测试岩石反复加卸载过程的声发射特性的试验研究在国内还不多见。有鉴于此,本文在以往研究的基础上进一步通过室内试验研究岩石单轴压缩条件下一次性加载、加卸载和反复加卸载时的声发射特性,包括声发射与应力应变、声发射与时间等参数之间的关系,以便了解岩石在不同加卸载条件下的声发射特性,探讨声发射技术应用中存在的问题。

1 试验加载控制与测试方式

试验采用加载控制系统和声发射监测系统两套装置。试验加载设备是MTS851型液压伺服岩石力学试验机,DYF-2型智能声发射测试仪,具体试验装置参见文献[18]。对加载系统采用轴向位移控制加载,加载速度为1×10-3 mm/s。对声发射监测系统,设定声发射监测的采样间隔为50 us,低通截止频率为100 Hz,高通截止频率为1000 Hz;为尽可能减少噪音的干扰,选择高的声信号触发电平为3.6~4.5 mv;传感器自身有前置放大电路且放大倍数为700倍。试验时,保持系统加载过程与声发射监测过程同步,按照一定的时间间隔或应力间隔读取声发射事件的累计值。

2 试验结果及分析

2.1 典型的声发射事件

本次室内试验分别对灰岩、黄铁矿、辉绿岩、锌矿石、白云岩等多种岩样进行声发射特性测试,分别测试岩石受力变形过程中的声发射特性。测试过程中,声发射仪与分析计算机实现信号通讯,实现对声发射事件的实时监测、波形显示和事件的存储。试验记录的典型声发射事件的典型波形图见图1(a)。经过FFT 频谱分析得到的对应的频率谱见图1(b),该事件的主频率为960 Hz,图中的纵坐标做了归一化处理,横轴为频率,每一小格为20 Hz。

图1 试验测得的声发射信号图

Fig. 1 Acoustic emission signal from experimental tests

第1期李庶林,等. 不同加载条件下岩石材料破裂过程的声发射特性研究149

2.2 岩石声发射特性分析

(1)加载过程的声发射特征

岩石是一种含原生裂纹、孔隙的天然粒状材料。由于其非均质和组成结构的复杂性,在受力变形过程中呈现复杂的声发射特征。试验结果表明,同类岩样间和不同种类岩样间所表现的声发射特性都不尽相同。通过本次对20多个岩样的声发射试验研究,可以总结得到峰值强度前的中压突增型、中高压突增型两类典型的声发射特性曲线。对于中压突增型,声发射主要集中在中压阶段,即在初期压密阶段没有声发射或声发射事件数少、事件率很低。由于初始压密阶段的应力值不高,不产生声发射的主要原因应该是Kaiser效应现象。在岩石的线弹性阶段和弹塑性初始阶段的声发射事件大量出现,声发射事件率也增大,这可能是因为这个阶段是产生大量细观弹塑性破裂、形成大量新鲜细观微裂纹的阶段。在进入塑性阶段的中后期即峰值前期塑性阶段,岩石声发射事件率明显减小,这种现象迄今为止没有得到很好的理论解释。具有这种峰前声发射特性时,就是产生所谓的峰值前的“相对平静期”现象,见图2。对于中高压突增型,大量声发射事件出现在弹性阶段的中期之后,并且在峰值之前声发射事件数剧增而不出现“相对平静期”现象,而在压密阶段和线弹性阶段初期,即对应岩石应力应变曲线的上凹阶段,基本没有或有少量的声发射产生。

图2 中压突增型岩样声发射特性图

Fig. 2 Abrupt increasing of AE counts with middle stress stage 对于这两种声发射类型岩样,一个共同的特点是在峰值强度之后声发射都呈现几乎相同的特点,即峰后声发射大事件数快速增多,见图3。这反映岩石在峰值强度之后大量微裂纹的扩展、宏观裂纹之间的沟通、裂纹之间岩桥快速破坏,这种宏观破坏释放的声发射事件能量大,在试验中人耳都能听见大量的宏观可听声音。

图3 峰值强度后声发射事件数/率快速增加 Fig. 3 Abrupt increasing of AE counts after peak-stress stage

(2)岩石加卸载过程中的声发射特性

本研究对灰岩、白云岩等岩样进行了加卸载试验研究,测试了岩石加卸载的应力–应变曲线和声发射现象。试验前根据预计的岩样的峰值强度,设置在60,90 MPa两个不同的应力水平进行加卸载。图4~6是典型的岩样试验所测得的加卸载应力–应变、应力–时间–声发射事件率的结果图。尽管不同岩样试验结果不完全一致,但试验结果显示的共同的特点:a)初次加载初期时,一些岩样几乎没有或很少有声发射产生,而有一些岩样则有明显的声发射事件产生,这可能与岩样的端部效应、岩样自身的原生缺陷产生闭合等有直接关系。

b)岩石在不同的应力水平进行人为卸载过程中均产生明显的声发射现象,大量的声发射事件可能出现在卸载初期,也可能出现在卸载的中期,直至卸载到较低应力水平时声发射事件率才明显降低。在卸载过程中表现的声发射特性,无明显的规律可寻。人为卸载过程中的这一声发射特点,对各岩样来说是共有的。

c)在一定的应力水平之内,重复加载过程中均出现声发射Kaiser效应,即重复加载应力在未达到前一次最大加载应力之前,声发射现象不明显或很少产生声发射,声发射事件率处于较低值。

d)岩样在加载过程中产生局部破坏时导致应力突降卸载时,一般不产生声发射或者声发射事件率降低现象,这一点在应力–时间–声发射事件率图中清楚看出,且与单一加载试验所出现的特点是基本吻合的。

150 岩 土 工 程 学 报 2010年

e )反复加卸载的岩样在峰值强度后,仍然产生大量的声发射事件,即声发射事件率高,这也与单一加载试验所得的结果相似。

图4 灰岩加卸载试验结果图

Fig. 4 Loading-unloading test results of limestone

图5 白云岩加卸载试验结果图

Fig. 5 Loading-unloading test results of dolomite

f )当卸载应力水平超过峰值荷载的60%后,重新加载时就出现Felicity 现象,即此时不出现Kaiser 效应现象。在图6(b )中明显可以看出在90 MPa 卸载后重新加载时,在很低的应力水平就有一定的声发射事件率值出现,在超过30 MPa 之后90 MPa 之前声发射事件数显著增加、声发射事件率值达到较高的水平。

图6 灰岩加卸载试验结果图

Fig. 6 Loading-unloading test results of limestone

3 讨 论

3.1 声发射试验影响因素

在岩石声发射特性试验研究中,往往得到一些同类岩样的声发射特性不同,出现难以解释和总结共性的现象。因此,必须对岩石类材料的声发射试验研究的影响因素做出必要的分析。岩石类材料是天然形成的一种粒状材料,加上声发射测试本身是一种高灵敏度的测试,试验测试中受到各种因素的影响。根据试验中的体会,总结得到影响岩石类材料声发射特性下列几个主要的影响因素。

(1)岩石材料的组成及结构。岩石材料是典型的颗粒(含结晶)状材料,材料颗粒的大小、非均质与各向异性性、结晶程度、原生缺陷、第二相等都是影响岩石声发射特性的因素,且这些是内在的主要因素。

(2)岩样取样与加工。现场岩样的钻取地点、方位,室内岩样的钻取或切取方向的不同,是导致甚至同类岩样存在很大差异的原因;另外各个试样加工的过程不同,试样端部平整度的精度差异等也是影响声发射特性的因素之一。

(3)加载控制方式。加载控制方式,如荷载控制、位移控制、应力控制、应变(纵、横向)加载,加载速度和速率等是影响声发射特性的重要因素。在加卸载试验中,加载历史也是影响因素之一。

(4)环境因素。试验测试环境是影响声发射监测的一个重要因素。由于声发射监测是一种使用较高灵敏性的仪器进行的监测,它必然对环境及其噪音的敏感性高。如实验室内的环境温度的变化、加载系统(MTS 液压伺服系统)的伺服阀的流量大小、电源载荷波动导致的系统不稳定、加载系统的振动等。

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这些因素的影响,导致了岩石声发射特性研究的复杂性,在实验和理论研究方面进展缓慢。这也说明岩石声发射研究方面还有大量的工作要做,应该是一个研究岩石材料破裂机理的方向,可以通过细观力学方法开展进一步的研究。

3.2 关于前兆特性问题

岩石峰值强度之前声发射的相对平静期现象是岩石破坏前的一个重要的前兆特性,它对于实际工程中的监测预报有一定的指导意义。从实际监测应用中所得到的经验来看,与声发射突增前兆相比,采用声发射突降作为预报的前兆信息来预报更接近岩体的破坏,但到目前为止这种方法没有得到很好的理论解释,仍然处于经验应用阶段。由于岩石在卸载和重复加载(低于前次加载应力水平)过程中也产生明显的声发射事件数和事件率减小现象,因此在实际工程监测中可能因为动态施工等因素在岩体中产生应力重分布,导致高应力岩体卸载,使得监测的声发射事件产生突然减少,即产生一种声发射事件的“伪相对平静期”现象,显然在这种情况下不可能会有岩石破坏现象的发生,进而造成预报的不准确性。如果Felicity现象存在且有普遍意义,则处在高应力状态的岩石在卸载过程中不应该有Kaiser效应产生,也就不会有“伪相对平静期产生”,则在接近岩石峰值强度前的声发射“相对平静期”现象作为实际监测中的预报前兆信息的可靠性就会更大。需要指出的是对于岩石峰值强度之前声发射的相对平静期现象或称声发射突降现象以及岩石加卸载过程中的声发射特性,目前的研究很少、很不充分,还需要大量的研究来探讨和研究。

3.3 展望

国内开展的岩石声发射室内试验研究大多是单通道监测仪器或是多通道非定位监测仪器,这在很大程度上制约了声发射试验技术研究和理论分析的发展。随着近年来国内室内材料试验系统和声发射试验装备的引进、开发,目前在国内实现对声发射事件源进行高精度定位、自动记录与存储成为可能,克服了现有试验条件的限制,如赵兴东等就成功地在室内对岩石试样开展了多通道声发射定位试验研究[23]。由此可见,多通道声发射定位系统的应用,使得人们既可以根据声发射事件累计数、事件率等,也可以根据记录的声发射的能量(率)、声发射空间位置变化,结合材料的细观力学研究如细观损伤力学、非线性力学如分形理论等来研究材料的破坏机理。可以预见,它对于研究类岩石材料的破裂机理将起到重要的作用。

4 结 论

(1)试验表明在不同的应力水平进行人为卸载时在卸载过程中岩石都会产生明显的声发射。

(2)在应力水平低于峰值强度的50%时卸载后的重复加载过程中,在未达到前次加载应力水平之前时岩样的声发射事件数很少或不产生声发射,即出现典型的Kaiser效应现象;而在超过60%峰值强度的应力水平卸载后的重复加载过程中则出现明显的声发射现象,即出现所谓的Felicity现象。

(3)无论是在加载和加卸载试验中,岩石峰强度后的宏观破坏过程中都产生大量的声发射事件。

(4)试验还表明,对于具有中压突增型声发射特性的岩样,都有峰值前出现声发射相对平静期现象的特点。

岩石的破裂机理是一个复杂的研究内容,声发射技术对于研究岩石材料破裂机理是一个有力的手段,可以预见随着声发射监测仪器性能、信号存储、辨识和处理功能的改善,以及结合细观力学方法的应用,采用声发射监测技术来揭示岩石材料破裂机理和破裂、破坏过程等将会起到良好的效果。

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纹动态演化过程研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2007, 26(5): 944–950. (ZHAO Xing-dong, LI Yuan-hui, YUAN Rui-bu, et al. Study on crack dynamic propagation process of rock samples based on acoustic emission location[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2007, 26(5): 944–950. (in Chinese))

不同加载条件下岩石材料破裂过程的声发射特性研究_李庶林

第32卷 第1期 岩 土 工 程 学 报 Vol.32 No.1 2010年 1月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Jan. 2010 不同加载条件下岩石材料破裂过程的声发射特性研究 李庶林1,唐海燕2 (1.厦门大学建筑与土木工程学院,福建 厦门 361005;2.长沙矿山研究院,湖南 长沙 410012) 摘 要:在刚性压力机上对岩石进行单轴全过程加载和加卸载试验,测试岩石材料在不同加载条件下受力变形过程的应力–应变、应力–时间–声发射事件累计值、应力–时间–声发射事件率关系曲线。在试验结果的基础上,分析了加载时岩石全过程声发射特性、加卸载时岩石在卸载和重复加载时的声发射特性。试验表明:在不同的应力水平进行人为卸载时在卸载过程中岩石都会产生明显的声发射;在应力水平低于峰值强度的50%时卸载后的重复加载过程中,在未达到前次加载应力水平之前时岩样的声发射事件数很少(事件率很小)或不产生声发射,即出现典型的Kaiser效应现象;而在超过60%峰值强度的应力水平卸载后的重复加载过程中则出现明显的声发射现象,即出现所谓的Felicity 现象;在加载和加卸载试验中,岩石峰后破坏过程中都产生大量的声发射事件。试验还表明,对于具有中压突增型声发射特性的岩样,都有峰值前出现声发射相对平静期现象的特点。 关键词:岩石声发射;加卸载;相对平静期;Kaiser效应;Felicity现象 中图分类号:TU458 文献标识码:A 文章编号:1000–4548(2010)01–0147–06 作者简介:李庶林(1963–),男,江西永修人,博士,教授,主要从事岩石力学、岩土工程、声发射与微地震监测技术方面的教学和研究工作。E-mail: shulin.li@https://www.wendangku.net/doc/809040063.html,。 Acoustic emission characteristics in failure process of rock under different uniaxial compressive loads LI Shu-lin1, TANG Hai-yan2 (1. Architectural and Civil Engineering College of Xiamen University, Xiamen 361005, China; 2. Changsha Institute of Mining Research, Changsha 410012, China) Abstract: Experiments on acoustic emission (AE) characteristics of full-regime rock failure are carried out with stiffness test machine (MTS) under uniaxial loading, cyclic loading-unloading conditions to obtain the relations of stress-strain, stress-time-accumulative counts of AE, stress-time-AE rates. Based on the test results, the AE characteristics of loading process, unloading and reloading of loading-unloading process are analyzed. The results show that AE phenomena can apparently appear during the process of unloading. When being reloaded under the stress level not more than 50% of the peak stress, there are less or little AE counts occurring as long as the stress level is not more than the previous loading stress level, that means the Kaiser effect occurs. While reloading is made again on the stress-level of over 60% of the peak stress, there occurs obviously AE events, that is so-called the Felicity phenomenon. Rock samples show a large amount of AE events in the post-peak region for both loading and loading-unloading processes. And the results also show that there exists a relatively tranquil period phenomenon of AE for all samples of the style of AE abruptly increasing during middle stress stage. Key words: acoustic emission of rock; loading-unloading; relatively tranquil period; Kaiser effect; Felicity phenomenon 0 前 言 岩石声发射是岩石材料受力过程中其内部原生裂纹和缺陷的扩展以及新的微破裂的孕育、萌生、演化、扩展和断裂过程所释放的弹性波。自20世纪中期以来,岩石声发射技术已广泛应用于隧道、边坡、水电等地下工程和矿山地压与安全监测中[1]。在岩石受力破坏过程的声发射特性方面,国内外一些学者进行过广泛的室内实验研究,包括岩石受压、张拉、剪切和断裂试验条件下的声发射特性研究等。50年代前苏联研究了岩石的声发射特性并用于矿山地压的监测中;60年代初期,Mogi对岩石进行了大量的声发射实验研究,探讨了受压岩石破裂过程的声发射特性[1];70 ─────── 基金项目:国家自然科学基金项目(10572122);国家863计划项目(2006AA06Z117);国家科技部社会公益项目(2004DIB3J137) 收稿日期:2008–12–19

(完整版)高等岩石力学试题答案(2012)汇总

1..简述岩石的强度特性和强度理论,并就岩石的强度理 论进行简要评述。 答:岩石作为一种天然工程材料的时候,它具有不均匀性、各向异性、不连续等特点,并且受水力学作用显著。在地表部分,岩石的破坏为脆性破坏,随着赋存深度的增加,其破坏向延性发展。 岩石强度理论是判断岩石试样或岩石工程在什么应力、应变条件下破坏。当然岩石的破坏与诸多因素有关,如温度、应变率、湿度、应变梯度等。但目前岩石强度理论大多只考虑应力的影响,其他因素影响研究并不深入,故未予考虑。 (1). 剪切强度准则 a.Coulomb-Navier准则 Coulomb-Navier准则认为岩石的破坏属于在正应力作用下的剪切破坏,它不仅与该剪切面上剪应力有关,而且与该面上的正应力有关。岩石并不沿着最大剪切应力作用面产生破坏,而是沿其剪切应力和正应力最不利组合的某一面产生破裂。即:? τtan σ =C +

式中?为岩石材料的内摩擦角,σ为正应力,C为岩石粘聚力。 b. Mohr破坏准则 根据实验证明:在低围压下最大主应力和最小主应力关系接近于线性关系。但随着围压的增大,与关系明显呈现非线性。为了体现这一特点,莫尔准则在压剪和三轴破坏实验的基础上确定破坏准则方程,即:()σ τf = 此方程可以具体简化为斜直线、双曲线、抛物线、摆线以及双斜直线等各种曲线形式,具体视实验结果而定。 虽然从形式上看,库仑准则和莫尔准则区别只是在于后者把直线推广到曲线,但莫尔准则把包络线扩大或延伸至拉应力区。 c. 双剪的强度准则 Mohr强度准则是典型的单剪强度准则,没有考虑第二主应力的作用。我国学者俞茂宏从正交八面体的三个主应力出发,提出了双剪强度理论和适用于岩土介质的广义双剪强度理论,并得到了双剪统一强度理论:

防水卷材试题

防水材料考试题 一、填空题(10题) 1. 目前工程中常用的中、高档防水卷材包括:石油沥青纸胎油毡、油纸、聚氯乙烯防水卷材、橡胶三元乙丙防水卷材、、塑性体改性沥青防水卷材(APP)。 答案: 弹性体改性沥青防水卷材(SBS) 2.防水嵌(接)缝材料,按材料组成分类可分为和两大类。 答案:沥青嵌缝油膏和塑料嵌缝油膏 3.防水卷材试样制备:将取样的一卷卷材切除距外层卷头 mm后,顺纵向截取长度 为 mm的全幅卷材两块,一块作物理性能检测试件用,另一块备用。 答案:2500 500 4. 防水卷材拉力机测量范围( );夹具夹持宽不小于( ); 答案:0~1000N 50mm 5. 防水卷材检测温度为( )℃。拉力机在无负荷情况下,空夹具自动下降速度为( )mm/min。 答案: 25±2 40~50 6. SBS防水卷材拉力试验的试样需几个 答案:纵横各5个 7. 沥青材料按品种分为( )两大类 答案: 石油沥青和焦油沥青 8. 石油沥青前几项性质,主要是( )三个指标,是决定石油沥青( )的主要技术指标。 答案: 针入度、延伸度、软化点标号(牌号) 9.( )指沥青加热后,产生易燃气体,与空气混合即发生闪火现象。开始出现闪火现象的温度( )。它是控制施工现场温度的指标。 答案:闪点叫闪火点 10. 甘油滑石粉隔离剂(甘油( )份、滑石粉( )份,以质量计) 答案:2 1 二、判断题(6题) 1、软化点:软化点是表示沥青受热软化的温度。(√) 2、延伸率它是呈半固体或固体的石油沥青的主要性质。延伸率大小表示石油沥青塑性的好坏(√) 3、石油沥青针入度仪,标准针与连接针的连杆的合重为35g (×) 4、水性沥青基防水涂料不透水性试验时,施加水压至,恒压30min,随时观察是否渗水。(×) 5、聚氨酯防水涂料低温弯折性试验,若有一个试片有裂纹,断裂现象,按不合格评定。(√) 6、大气稳定性是指沥青受大气作用不具备的抵制逐渐老化发脆的性能。其中大气是指空气阳光湿度 (×) 三、选择题(6题) 1.石油沥青针入度仪,标准针与连接针的连杆的合重为 A.50g B.25g C.35g D.40g 答案:A 2.沥青软化点测定仪的中承板与下板之间距离借支承套固定,保持( )mm

最新岩石力学试题及答案

岩石力学试卷(闭卷) 一、填空题(每空1分,共20分) 1、沉积岩按结构可分为()、(),其中,可作为油气水在地下的良好储层的是(),不能储存流体,但是可作为油气藏的良好盖层的是()。 2、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,它们是()、()、 ()。 3、在水力压裂的加压过程中,井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层的() 时,井眼发生破裂。此时的压力称为()。当裂缝扩展到()倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系统,形成(),当井壁形成裂缝后,围岩被进一步连续地劈开的压力称为()。如果围岩渗透性很好,停泵后裂缝内的压力将逐渐衰减到()。 4、通常情况下,岩石的峰值应力及弹性模量随着应变率降低而(),而破坏前应变则随着应变率降低而()。 5、一般可将蠕变变形分成三个阶段:第一蠕变阶段或称();第二蠕变阶段或称();第三蠕 变阶段或称()。但蠕变并一定都出现这三个阶段。 6、如果将岩石作为弹性体看待,表征其变形性质的基本指标是()和()。 二、选择题(每题2分,共10分) 1、格里菲斯强度准则不能作为岩石的宏观破坏准则的原因是() A、该准则不是针对岩石材料的破坏准则 B、该准则没有考虑岩石的非均质的特性 C、该准则忽略了岩石中裂隙的相互影响 2、在地下,岩石所受到的应力一般为()。 A、拉应力 B、压应力 C、剪应力 3、一般情况下,岩石的抗拉强度()抗压强度。 A、等于 B、小于 C、大于 4、地层坍塌压力越高,井壁越()。 A、稳定 B、不稳定 C、无关 5、初始地应力主要包括() A、自重应力和残余应力 B、构造应力和残余应力 C、自重应力和构造应力

工程检测防水考试题(带答案)

工程检测防水考试题(带答案)

1.依据现行标准,弹性体改性沥青防水卷材按胎基分为玻纤毡、聚酯毡、玻纤增强聚酯毡三类。 2.依据现行标准,弹性体改性沥青防水卷材按上表 面隔离材料分为聚乙烯膜(PE)、细沙(S) 、矿物粒料(M)、下表面隔离材料为细沙(S)、聚乙烯膜(PE) 。 3.依据现行标准,弹性体改性沥青防水卷材按材料 能分为Ⅰ型和Ⅱ型。 4.沥青的针入度是在一定的温度及时间内在一定的荷重,标准针垂直穿入沥青试件的深度,以mm表示。标准针、针连杆与附加砝码的总质量为100±0.05 g,温度为25±0.1℃,时间5 s。 5.沥青的软化点是试样在测定条件下,因受热而下 坠达25 mm时的温度,以℃表示。 6.聚氨酯防水涂料按组分分为单组分、多组分 两种,按拉伸性能分为Ⅰ、Ⅱ两类。1.水乳型沥青基防水涂料按性能分为H 型和L 型。 2.依据现行标准,塑性体改性沥青防水卷材按胎基 分为聚酯毡、玻纤毡、玻纤增强聚酯毡三类。 3.依据现行标准,塑性体改性沥青防水卷材按上表

面隔离材料分聚乙烯膜、细沙、矿 物粒料。下表面隔离材料为细沙、 聚乙烯膜。 4.依据现行标准,塑性体改性沥青防水卷材按材料性能分为 Ⅰ型和Ⅱ型。 5.沥青复合胎柔性防水卷材按性能分为Ⅰ 型和Ⅱ型。 6.建筑防水涂料试验方法标准规定,实验室标准试验条件为 度23±5 ℃,相对湿度50±10 ﹪ 严格条件可选择温度23±2 ℃,相对湿度50﹪。 7.测量防水涂料的拉伸性能时,将涂膜裁成符合要求 的哑铃型型试件,并画好间距25 ㎜的 平行标线。 1.防水涂料的拉伸强度取五个试件的算术平 均值作为试验结果,结果精确到0.01 MPa, 断裂伸长率取五个试件的算术平均值作为 试验结果,结果精确到 1 ﹪。 2.现行建筑防水卷材试验方法要求,在裁取试样前样 品应在20±10 ℃下放置至少24h 3.进行沥青防水卷材的拉伸试验时,应制备两组试件, 一组纵向5个试件,一组横向5个试

岩石峰值应力前后声发射特性研究

岩石峰值应力前后声发射特性研究-工程论文 岩石峰值应力前后声发射特性研究 段晓亮DUAN Xiao-liang;鲁会军LU Hui-jun (昆明理工大学国土资源工程学院,昆明650093) (Faculty of Land Resource Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China) 摘要:采用TAW-2000D微机控制电液伺服岩石三轴试验机和SDAES型数字声发射仪组成的动态测试系统,对云南大红山铜矿白云岩进行了单轴压缩条件下的声发射试验,研究岩石在峰值应力前后声发射特性。试验结果表明:加载早期就有声发射活动,岩样在试验接近峰值强度时单位时间内的应力增长速度减小、声发射事件率出现明显下降,即出现相对平静期,峰值强度后的声发射现象仍然明显。 Abstract:This paper uses the TAW-2000D computer to control the dynamic testing system consisting of servo triaxial testing machine and SDAES digital acoustic emission analyzer,conducts the acoustic emission test of the Yunnan Dahongshan copper mine dolomite under the uniaxial compression condition,and studies the acoustic emission characteristics of rock before and after reaching the peak stress. The results show that:there is acoustic emission activity in the early loading period,the per unit time stress growth rate of rock sample decreases when the test near peak intensity,acoustic emission rate decreases significantly,namely appears the relatively quiet period,and the

岩石力学考试试题(含答案)

岩石力学考试试题 1、岩体的强度小于岩石的强度主要是由于(A )。 (A )岩体中含有大量的不连续面 (B )岩体中含有水 (C )岩体为非均质材料 (D )岩石的弹性模量比岩体的大 2、岩体的尺寸效应是指( C )。 (A )岩体的力学参数与试件的尺寸没有什么关系 (B )岩体的力学参数随试件的增大而增大的现象 (C )岩体的力学参数随试件的增大而减少的现象 (D )岩体的强度比岩石的小 3 、影响岩体质量的主要因素为( C )。 (A)岩石类型、埋深 (B)岩石类型、含水量、温度 (C)岩体的完整性和岩石的强度 (D)岩体的完整性、岩石强度、裂隙密度、埋深 4、我国工程岩体分级标准中岩石的坚硬程序确定是按照(A )。 (A)岩石的饱和单轴抗压强度 (B)岩石的抗拉强度 (C)岩石的变形模量 (D)岩石的粘结力

5、下列形态的结构体中,哪一种具有较好的稳定性?( D )(A)锥形(B)菱形(C)楔形(D)方形 6、沉积岩中的沉积间断面属于哪一种类型的结构面?( A )(A)原生结构面(B)构造结构面 (C)次生结构面 7、岩体的变形和破坏主要发生在( C ) (A)劈理面(B)解理面(C)结构 (D)晶面 8、同一形式的结构体,其稳定性由大到小排列次序正确的是( B ) (A)柱状>板状>块状 (B)块状>板状>柱状 (C)块状>柱状>板状 (D)板状>块状>柱状 9、不同形式的结构体对岩体稳定性的影响程度由大到小的排列次序为( A ) (A)聚合型结构体>方形结构体>菱形结构体>锥形结构体(B)锥形结构体>菱形结构体>方形结构体>聚合型结构体(C)聚合型结构体>菱形结构体>文形结构体>锥形结构体(D)聚合型结构体>方形结构体>锥形结构体>菱形结构体10、岩体结构体是指由不同产状的结构面组合围限起来,将岩体分割成相对的完整坚硬的单无块体,其结构类型的划分取决于

中级技工防水工考核试题及答案

防水工考试大纲 理论知识(单选、多选、判断) 一、单选 1. 房屋建筑的主要构造中,下列选项与防水密切相关的是____C___。 A. 采暖 B. 通风与空调 C. 装饰装修之地面 D. 建筑给排水 2.调制冷底子油时,应严格控制沥青的配置温度,防止加入溶剂时发生火灾,同时调制地点应远离明火___C___m以外。 A. 3 B. 5 C. 10 D. 15 在现场有易燃品时,可用___B___进行粘结。 A. 冷玛碲脂 B. 氯丁胶乳沥青胶 C. 30号石油沥青 D. TG-1防水涂料 4.简单测试防水层基层含水率的方法是1㎡的卷材盖在基层表面,静置___C___,然后掀开,看其与基层接触面有无水珠、水印。 A. 1~2h ~3h C. 3~4h D. 4~5h 5. 刚性防水层的细石混凝土及砂浆不得使用___C______。 A. 普通硅酸盐水泥 B. 硅酸盐水泥 C. 火山灰质水泥 D. 矿渣硅酸盐水泥 6.卷材起鼓较小时应采用___D___法处理。 A. 开十字 B. 开西瓜 C. 打补丁 D. 抽气灌胶 7. 地下工程塑料板防水施工,使用自动行进式电热风焊机进行搭接缝焊接时,行走速度一般为___B___m/min为宜。 A. 1~5 B. 2~6 C. 3~7 D. 4~8 8. 在常用的防水施工机具分类中,沥青加热车属于___A____。 A. 一般施工机具 B. 热熔卷材施工机具 C. 热焊接卷材施工机具 D堵漏施工机具 C. 以提高防水砂浆与基层的粘附力 D. 以便增加亲和力 9.施工图中的引出线必须通过被引的各层,文字说明的次序应与构造层次一致,由上而下或从左到右,文字说明一般注写在线的___C___。 A. 上侧 B. 下侧 C. 一侧 D. 右侧 10.刚性防水屋面,刚性防水层___B___严禁埋设管线。 A. 中部 B. 下部 C. 底部 D. 内 11. 条粘法每幅卷材与基层的粘接面不得少于___B___,每条宽度不应少于150mm。

岩石力学作业

岩石力学习题 第一章绪论 1.1 解释岩石与岩体的概念,指出二者的主要区别与联系。 1.2 岩体的力学特征是什么? 1.3 自然界中的岩石按地质成因分类可分为几大类,各有什么特点? 1.4 简述岩石力学的研究任务与研究内容。 1.5 岩石力学的研究方法有哪些? 第二章岩石的物理力学性质 2.1 名词解释:孔隙比、孔隙率、吸水率、渗透性、抗冻性、扩容、蠕变、松弛、弹性后效、长期强度、岩石的三向抗压强度 2.2 岩石的结构和构造有何区别?岩石颗粒间的联结有哪几种? 2.3 岩石物理性质的主要指标及其表示方式是什么? 2.4 已知岩样的容重=22.5kN/m3,比重,天然含水量,试计算该岩样的孔隙率n,干容重及饱和容重。 2.5 影响岩石强度的主要试验因素有哪些? 2.6 岩石破坏有哪些形式?对各种破坏的原因作出解释。 2.7 什么是岩石的全应力-应变曲线?什么是刚性试验机?为什么普通材料试 验机不能得出岩石的全应力-应变曲线? 2.8 什么是岩石的弹性模量、变形模量和卸载模量?

2.9 在三轴压力试验中岩石的力学性质会发生哪些变化? 2.10 岩石的抗剪强度与剪切面上正应力有何关系? 2.11 简要叙述库仑、莫尔和格里菲斯岩石强度准则的基本原理及其之间的关系。 2.12 简述岩石在单轴压力试验下的变形特征。 2.13 简述岩石在反复加卸载下的变形特征。 2.14 体积应变曲线是怎样获得的?它在分析岩石的力学特征上有何意义? 2.15 什么叫岩石的流变、蠕变、松弛? 2.16 岩石蠕变一般包括哪几个阶段?各阶段有何特点? 2.17 不同受力条件下岩石流变具有哪些特征? 2.18 简要叙述常见的几种岩石流变模型及其特点。 2.19 什么是岩石的长期强度?它与岩石的瞬时强度有什么关系? 2.20 请根据坐标下的库仑准则,推导由主应力、岩石破断角和岩石单轴抗压强度给出的在坐标系中的库仑准则表达式,式中。 2.21 将一个岩石试件进行单轴试验,当压应力达到100MPa时即发生破坏,破坏面与大主应力平面的夹角(即破坏所在面与水平面的仰角)为65°,假定抗剪强度随正应力呈线性变化(即遵循莫尔库伦破坏准则),试计算: 1)内摩擦角。 2)在正应力等于零的那个平面上的抗剪强度。

阅读理解-秦四清 《岩石声发射技术概论》

秦四清 《岩石声发射技术概论》 大部分材料都是非均质的和有缺陷的,在外应力作用下 ,内部强度较低的微元体在局部应力集中到某一程度时发生破坏(产生塑性变形),使局部应力松弛,产生应力降,造成局部区域快速卸载,因而产生声发射。材料产生声发射的必要条件是:(1)局部塑性变形或断裂产生应力降;(2)快速卸载,如果卸载的时间较长,释放的能量减小,就可能使灵敏度较低的检测仪器检测不到声发射信号。此外,仪器能否接受到信号还与材料的性质有关,如果材料的衰减系数很大,也有可能接受不到信号。P8 一个瞬变信号的能量定义为201()E V t dt R ∞=?,式中R 是电压测量电路的输入阻抗,()V t 为与时间有关的电压。据此,将声发射信号的幅度平方,然后进行包络检波,求出检波后的包络线所围的面积,作为信号所包含的能量的量度。P13 塑性变形及微裂纹成核产生的声发射: 在应力作用下,位错源的作用使一个晶粒内的屈服强度降低了,由此释放的能量是 22 3()2i q E d E σσ-= 微裂纹成核时释放的能量为: 15222[()]th q i Gb E k d d σσ=+,式中12[]2(1) th b k E σγ=+ 在微裂纹成核时释放的能量比塑性变形时大,且此时起作用的位错源也最多,那么有可能在微裂纹成核时,即在屈服应力处,声发射率出现峰值。(对真三轴也成立)P23 脆性岩石中晶粒断裂产生的声发射释放的能量: 232q E d E σ=,式中E 为弹性模量。若把阀值应力视为晶粒开始断裂所对应的应力,则初始声发射(应力为0σ)释放的能量为:2 302q E d E σ= P25 声发射不仅取决于材料所处的应力状态,而且取决于材料的力学性质,即强度特性。声发射总数与加载速率无关,声发射率与加载速率有关。P26 低脆性岩石裂纹尖端塑性变形过程产生的声发射释放的能量: 23 442232212364(1)(3) m s q I I A m B E K A K m m σπ-==+-,3A 为常数。2A 为与材料性质有关的常数,2m 为硬化指数的倒数。P30 脆性岩石中裂纹扩展产生的声发射释放的能量: 试验数据表明,晶粒断裂对声发射的贡献很小,声发射主要来自于原有裂纹的增量。对于脆性岩石,声发射主要与裂纹扩展有关。 当裂纹扩展a ?时,释放的应变能:'2 q I E AK a =? P34 由于声发射率与应力强度因子及裂纹长度增量有较弱的对数依赖关系,一旦充分超过声发射的应力强度因子阀值,则声发射率主要与裂纹扩展速率有关。

岩石力学试题及答案

岩石力学试卷(闭卷) 、填空题(每空1分,共20 分) 1、沉积岩按结构可分为()、(),其中,可作为油气水在地下的良好储层的是(),不能储存流体,但是可作为油气藏的良好盖层的是()。 2 、为了精确描述岩石的复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,它们是()、()、()。 3、在水力压裂的加压过程中,井眼的切向或垂向的有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层的()时,井眼发生破裂。此时的压力称为()。当裂缝扩展到()倍的井眼直径后停泵,并关闭液压系 统,形成(),当井壁形成裂缝后,围岩被进一步连续地劈开的压力称为( 、选择题(每题2分,共10 分) 1、格里菲斯强度准则不能作为岩石的宏观破坏准则的原因是( A 、该准则不是针对岩石材料的破坏准则 B、该准则没有考虑岩石的非均质的特性 C、该准则忽略了岩石中裂隙的相互影响 2、在地下,岩石所受到的应力一般为()。 A、拉应力 B、压应力 C、剪应力 3、一般情况下,岩石的抗拉强度()抗压强度。 A、等于 B、小于 C、大于 4、地层坍塌压力越高,井壁越()。 A、稳定 B、不稳定 C、无关 5、初始地应力主要包括() A 、自重应力和残余应力 B 、构造应力和残余应力 C、自重应力和构造应力 三、判断改错题(每题2分,共10 分) 1、岩石中的孔隙和裂隙越多,岩石的力学性质越好。)。如果围岩渗透性 很好,停泵后裂缝内的压力将逐渐衰减到()。 4、通常情况下,岩石的峰值应力及弹性模量随着应变率降低而),而破坏前应变则随着应变率降低而()。 5、一般可将蠕变变形分成三个阶段:第一蠕变阶段或称( 变阶段或称()。但蠕变并一定都出现这三个阶段。 );第二蠕变阶段或称();第三蠕6、如果将岩石作为弹性体看待,表征其变形性质的基本指标是()和()。

初级防水工试题(带答案)

国家职业资格考试 初级防水工模拟试题 一、判断题(将判断结果填入括号中,正确的填“√”,错误的填“×”) 1.在屋面保温层与结构层之间应设一道隔气层,以阻止水蒸气进入破坏保温层。(√)2.屋面的变形缝处不论采用哪一种防水做法,其泛水高度必须大于15mm。()3.砖的吸湿性强,所以砖墙不需设防潮层。()4.屋面找坡可进行结构找坡,也可用保温层找坡。(√)5.窗台的坡面必须坡向室外,在窗台下皮抹出滴水槽或鹰嘴,以防止尿墙。(√)6.防水工程是建筑工程的重要组成部分。(√)7.一般来说,基础应埋在地下水位以下,冰冻线以上。()8.在基础墙室外地坪处设置地圈梁,地圈梁可代替墙身防潮层。 ()9.石油沥青较焦油沥青的韧性好,温度敏感性小。(√)10.沥青的温度稳定性差,易热淌、冷脆。(√)11.石油沥青卷材储存温度不得超过40℃,煤油沥青卷材储存温度不超过45℃。()12.在15~18℃时,60号石油沥青用铁锤击时,不会碎裂而只是变形。 (√)13.运输或贮存卷材时,必须立放,其高度不得超过二层,不得倾斜或横压放置。(√)14.加入填充料后的沥青胶结材料称为沥青玛脂。(√)15.沥青玛脂的标号以其耐热度的大小来表示。(√)16.快挥发性冷底子油一般涂刷在终凝前的水泥砂浆基层上,慢挥发

的冷底子油一般涂刷在已硬化干燥的水泥砂浆基层上。()17.敲碎石油沥青,检查断口处,色泽暗淡的质好,黑色而发亮的质差。 ()18.煤油沥青易溶于煤油或汽油中,呈棕黑色。()19.每卷卷材中允许有一处接头,但较小的一段不小于 2.5m。 (√)20.沥青的标号是按针入度来划分的。()21.沥青的闪点是指开始出现闪火现象时的温度,沥青闪点为200℃。 ()22.沥青有一定的弹性和塑性。沥青的塑性与温度和沥青膜的厚度有关。温度越高,塑性越差。()23.采用两种以上标号沥青熬制玛脂,应先放软化点高的沥青,再放软化点低的沥青。()24.配制冷底子油,如果加快挥发性溶剂,沥青温度应不超过140℃;如加入慢挥发性溶剂,温度应不超过110℃。()25.卷材的标号是用纸胎每平方米的重量(克)来表示。(√)26.石油沥青同煤油沥青其标号相同时可混合使用。()27.在采用两种以上标号沥青进行熔合时,应先放软化点高的沥青。 ()28.将一小块沥青投入汽油中,充分溶解后,溶液是棕黑色的为煤沥青。 ()29.玻璃纤维胎卷材耐腐蚀性能较纸胎卷材差。()30.为了增强沥青胶结材料的抗老化性,改善耐热度,可掺入一定量的粉状物,如滑石粉。(√)31.SBS改性沥青防水卷材是以塑性体为改性剂。()32.APP改性沥青防水卷材属弹性体沥青防水卷材。()33.三元乙丙橡胶防水卷材的特点是:耐老化性能高、使用寿命长;拉伸强度高、延伸率大;耐高低温性能好。(√)34.卷材防水屋面适用于防水等级为Ⅰ~Ⅳ级的屋面防水。(√)35.满粘法适用于屋面结构变形较小或找平层干燥等的情况。()

煤系地层常见岩石力学参数

常见岩层力学参数

11 细砂岩2800 28.85 16.04 12.02 0.20 3.47 43 4.96 5-2煤1410 2.12 1.73 0.82 0.30 0.18 20 0.2 细砂岩2597 27.00 15.28 11.2 0.21 3.1 42 3.48 5-1煤1410 2.12 1.73 0.82 0.30 0.18 20 0.2 细砂岩2586 33.40 18.02 14.02 0.19 3.8 43 5.13 砂质泥岩2520 7.88 4.9 3.2 0.23 1.18 35 1.8 泥岩2567 6.90 4.3 2.8 0.23 0.7 30 1.68 4-1煤1460 2.43 2.12 0.93 0.31 0.5 24 0.35 泥岩2463 6.39 3.94 2.6 0.23 0.68 30 0.98 底板岩层2463 6.39 3.94 2.6 0.23 0.68 30 0.98 砂岩2650 4.35 2.9 1.74 0.25 9.5 41 4.21 7煤1400 1.49 2.08 0.54 0.38 1.2 20 0.64 砂质泥岩2550 3.45 2.61 1.35 0.28 7.6 30 3.0 砂岩2690 5.61 3.35 2.3 0.22 10.7 41 4.96 9煤1400 1.49 2.08 0.54 0.38 1.2 20 0.64 砂岩2650 4.76 3.05 1.92 0.24 10.2 40 4.8 砂质泥岩2600 3.84 2.91 1.5 0.28 7.8 32 3.65 石灰岩2800 10.69 5.57 4.53 0.18 11.4 38 6.7 砂质泥岩2600 3.84 2.91 1.5 0.28 7.8 32 3.65 石灰岩2800 10.69 5.57 4.53 0.18 11.4 38 6.7

单轴压缩下岩石声发射定位实验的影响因素分析_许江

第27卷第4期岩石力学与工程学报V ol.27 No.4 2008年4月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering April,2008单轴压缩下岩石声发射定位实验的影响因素分析 许江,李树春,唐晓军,陶云奇,姜永东 (重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室,重庆 400044) 摘要:应用声发射及其定位技术,在单轴压缩载荷作用下,采用实验方法观察重庆细砂岩试样破裂失稳过程中其内部微裂纹孕育、发展的三维空间演化模式,研究岩石声发射定位实验的影响因素。实验结果表明:(1) 端部摩擦对岩石破裂过程中的声发射特征影响显著,采用1∶1(质量比)硬脂酸和凡士林的混合物作为减摩剂进行AE定位实验,在试样初始压密阶段基本没有AE事件,取得较好的效果。(2) 重庆细砂岩的AE定位事件主要分布在中部,呈散漫分布,两端没有明显的条带丛集现象,中部没有得到声发射定位事件的“空白区”,通过与相关成果的对比,说明岩石的种类、构造和均匀程度是AE定位实验的主要影响因素之一。(3) 加载方式和加载的控制方式会直接影响岩石试样破坏的进程和程度,从而影响AE事件。(4) 通过重庆细砂岩试样疲劳荷载AE定位实验说明加载历史对AE时间序列及AE事件均有影响。以上实验和分析结果可以为岩石声发射定位实验的方案设计提供参考。 关键词:岩石力学;声发射;岩石破裂;裂纹;单轴荷载 中图分类号:TU 458+.3 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2008)04–0765–08 INFLUENTIAL FACTORS OF ACOUSTIC EMISSION LOCATION EXPERIMENT OF ROCK UNDER UNIAXIAL COMPRESSION XU Jiang,LI Shuchun,TANG Xiaojun,TAO Yunqi,JIANG Yongdong (Key Laboratory for the Exploitation of Southwestern Resources and the Environmental Disaster Control Engineering,Ministry of Education,Chongqing University,Chongqing400044,China) Abstract:Acoustic emission(AE) technique can be used to monitor the microcracks development in the rock test samples continuously in real-time;it is better than other methods. AE location technique is employed to study crack initiation and propagation process of Chongqing sandstone. Also,the crack spatial evolution mode with loading time has been observed and the influential factors of AE location experiment of the sandstone have been discussed. The experimental results are displayed as follows. (1) The attrition of the tip of the sample has remarkable influence on AE characteristic in the rock failure process;and the mixture of the stearic acid and the vaseline(weight ratio 1∶1) is used as attrition-reduced agent to the AE location experiment. No AE event is found when the initial crack is closed;it will obtain a better effect. (2) The AE location of the Chongqing sandstone test sample mostly is distributed in central-section and assumes dispersion. No void space is shown in the central-section of the sample. Contrasted with the relevant studies,it is shown that the rock type,the structure and the level of uniformity are the major influential factors. (3) The load mode and the load control mode can directly affect the rock failure process so as to affect the AE events. (4) AE location experiment of the Chongqing sandstone test sample under fatigue load shows that the load history affects the AE time series and the AE events. The experimental and analytical results can afford useful help for the program design of AE location experiment of 收稿日期:2007–10–16;修回日期:2007–11–27 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50574108);国家自然科学基金重点项目(50534080);教育部博士点基金资助项目(20060611006) 作者简介:许江(1960–),男,博士,1982年毕业于重庆大学采矿系矿山工程物理专业,现任教授、博士生导师,主要从事岩石力学与工程方面的教学与研究工作。E-mail:jiangxu@https://www.wendangku.net/doc/809040063.html,

岩石力学试卷二及答案

20~20学年第学期级专业试题 学号:姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 一二三四五六七八九总分 一、简答题:(30分) 1、岩石的常用物理指标有哪些?它们与岩石的强度之间大致有什么关系?(5分) 2、现场测定岩体变形指标的试验方法有哪些?(5分) 3、简述水对岩石强度的影响。(5分) 4、影响岩石应力-应变曲线主要因素有哪些?是如何影响的?(5分) 5、什么是岩体初始应力场?岩体内产生应力的原因有哪些?(5分) 第1页共6 页

20~20学年第学期级专业试题 学号:姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 6、何谓喷锚支护,它与传统的老式支护有何区别?(5分) 二、作图题(5分) 什么是岩石的蠕变?试作图说明岩石流变三阶段的特点: 三、填空题: (0.5/空)(共20分) 1、岩石力学是研究岩石的,是探讨岩石对 。岩石力学研究的主要领域可概括为、、。研究方法主要有、、、。 2、岩石的破坏形式:、、。 3、影响岩石抗压强度的主要因素一般有:、和、、 、、、、、等。 4、格里菲斯理论把岩石看作为有材料,岩石之所以破坏是由于在 引起细小裂隙的发生发展所致。修正的格里菲斯理论则认为岩石破坏除拉 第2页共6 页20~20学年第学期级专业试题

应力集中所致外,还可以是引起裂隙沿裂隙长轴方向发生 。 5、已知材料的弹性模量E 和泊松比μ,用它们来表示G:λ:、 K:。 6、在1=o k 的四周等压地应力场rH v h ==σσ作用下,围岩中的径向应力r σ都岩体中的初始应力;切向应力θσ则岩体中的初始应力,在洞壁上达最大值。由理论上可以证明,开挖洞室的影响范围是。 7、岩压力是由于洞室开挖后岩体和而形成的。由于岩体而对支护或衬砌的压力,称为“变形压力”;将由于岩体而而对支护或衬砌的压力,称为“松动压力”。 8、按压力拱理论分析,在可形成压力拱的洞室内,压力拱的高度是 ,洞室顶部的最大垂直压力在拱轴线上大小为,洞室任何其它点的垂直山岩压力等于。 四、选择题:(2/题)(共10分) 1、岩石与岩体的关系是( )。 (A )岩石就是岩体 ( )(B )岩体是由岩石和结构面组成的 ( ) (C )岩体代表的范围大于岩石 ( ) (D )岩石是岩体的主要组成部分 ( ) 2、a.)(42 y xy Rt Rt στ+=( ) b.)(42 y xy Rc Rt στ+=( ) c.)(42 x xy Rt Rt στ+= ( ) d.)(42 x xy Rc Rt στ+= ( ) 3、岩质边坡的圆弧滑动破坏,一般发生在( )。 (A )不均匀岩体 (B )薄层脆性岩体 (C )厚层泥质岩体 (D )多层异性岩体 4、计算岩基极限承载力的公式中,承载力系数主要取决于下列哪一个指标? ( ) (A ) (B )C (C ) (D )E 5、下列关于岩石初始应力的描述中,哪个是正确的?( )。 (A )垂直应力一定大于水平应力; (B )构造应力以水平应力为主; (C )自重应力以压应力为主 ; (D )自重应力和构造应力分布范围基本一致; 第 3页 共 6 页 20~20学年 第学期 级专业 试题 学号: 姓名: ……………………………………密…………封……………线………………………………… 五、计算题:(35分)

防水材料试题

防水材料试题 姓名:成绩: 一、单项选择题(共25题每题4分) 1、根据GB/T328.2-2007规定,沥青防水卷材和高分子防水卷材的外观通常情况常温下进行测量。有争议时,试验在()条件进行,并在该温度放置不少于()。 A、(20±5)℃,20h B、(23±2)℃,20h C、(20±5)℃,24h D、(23±2)℃,24h 2、根据GB/T328.8-2007规定,拉伸试验机的夹具应能随着试件拉力的增加而保持或增加夹具的夹持力,对于沥青防水卷材厚度为4mm的材料,产品在夹具中的滑移不超过()mm。 A、2 B、3 C、4 D、5 3、根据GB/T328.10-2007规定,卷材不透水性试验A法保持压力为()h。 A、0.5 B、1 C、2 D、24 4、根据GB18242-2008规定,弹性体改性沥青防水卷材拉力及延伸率试验,夹具间距()mm,夹具移动的速度为()mm/min。() A、200±2 100±10 B、250±2 200±10 C、200±2 50±10 D、250±2 50±10 5、沥青防水卷材的低温柔性试验时,电动控制系统能保证在每个试验过程和试验温度的移动速度保持在()mm/min。 A、300±40 B、320±30 C、330±20 D、360±40 6、按GB18243-2008规定,Ⅰ型塑性体改性沥青防水卷材的低温柔度试验温度为()。 A、-5 B、-7 C、-15 D、-20 7、GB18173.1-2012中规定,高分子防水片材试样低温弯折试验尺寸为() A、120mm*50mm B、300mm*30mm C、200mm*25mm D、100mm*25mm 8、依据GB/T23445-2009标准,Ⅲ型聚合物水泥防水涂料不透水性指标要求()个试件不渗漏方为合格。 A、1 B、2 C、3 D、10 9、GB18173.1-2012中附录C规定高分子防水片材加热伸缩量试验条件是() A、(85±2)℃,1h B、(80±2)℃,5h

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