岩石声发射特征参数研究现状与展望

张钟毓 牛睿 程广利 任禹鑫

摘 要：针对岩石声发射主要特征参数[b]值与分形维值[D]值，分析了声发射b值与[D]值的研究现状，并在此基础上，探讨了目前岩石声发射特征参数[b]值与[D]值研究中的不足之处，并对岩石声发射特征参数的研究进行展望。

关键词：声发射[b]值;分形维值[D]值;前兆预测

中图分类号：P584文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）01-0141-03

Abstract： According to the main characteristic parameters b value and fractal dimension D value of rock acoustic emission， this paper analyzed the research status of b value and D value of rock acoustic emission， and on this basis， discussed the shortcomings of the current research on b value and D value of rock acoustic emission characteristic parameters， and prospected the research on rock acoustic emission characteristic parameters.

Keywords： AE [b] value;fractal dimension value D value;precursory prediction

材料受力产生变形或断裂时，以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射（Acoustic Emission，AE）[1]。对于脆性岩石材料，岩石变形破坏过程与其内部微裂纹演化具有一致性。通过声发射技术监测岩石的破坏过程，研究岩石内部微裂纹萌生扩展的演化规律，具有重大的意义。

声发射参数分为基本参数与特征参数。基本参数是声发射仪器直接从岩石变形破坏演化过程中取得的参数，如振铃计数、能量、峰值频率、幅值、事件数等;特征参数是对基本参数进行分析、提取，通过数学方法得出的“衍生式”的声发射参数，如声发射[b]值、声发射分形维值[D]值等。本文主要分析特征参数[b]值、[D]值的研究现状。[b]值是地震学公式G-R[2]中一种重要的地震活动参数，具有前兆性。研究人员将其引入室内声发射试验中研究岩石内部微裂纹演化规律。分形维值[D]值是分形几何中的重要参数，通过分形几何将无序变成有序的规律[3]，运用分形几何将声发射参数的时间序列用数学方式表达出来，研究岩石内部微裂纹演化规律，同样分形维值[D]值具有前兆性。

目前，研究人员运用声发射技术监测岩石的变形破坏，在研究特征参数[b]值和[D]值方面做了大量的工作。……