单轴压缩下不同含水状态砂岩损伤演化试验

田芯宇，赵伏军,2*，刘永宏，陈 彪，陈品崟

(1.湖南科技大学 资源环境与安全工程学院，湖南 湘潭411201；2.湖南科技大学 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南 湘潭411201)

在荷载作用下，岩石内部原有的微裂隙、微孔隙因外界作用进一步扩展，随着荷载的不断增加，岩石变形逐渐增大，岩石内部的微缺陷不断变化，微破裂将在一个临界点发生质的变化，储存的能量以弹性波的形式迅速释放，最终导致岩石破坏。因此，利用岩石变形破坏过程中产生的声发射和电磁辐射现象检测细观组织结构变化及宏观力学性能变化，能更好地研究岩石破坏机制及损伤演化规律。国内外学者对岩石破坏过程中声发射和电磁辐射特性进行了一系列试验研究，取得了丰硕的研究成果。Jia等[1]通过力学性能和实时声发射(AE)测试，研究了三轴压缩条件下不同深度煤体损伤的时空演化规律。高保彬等[2]通过不同破坏类型的煤岩进行单轴压缩试验，发现了煤岩声发射信号具有分形特征。杨睿[3]发现了三轴压缩作用下饱水状态试样声发射信号存在“滞后”现象。郝以瑞等[4]研究了砂岩常规压缩下的声发射特征及损伤演化规律。高子兴等[5]利用声发射检测技术研究了不同含水状态岩石破裂的损伤演化规律。姚欢迎等[6]研究了页岩单轴压缩声发射特征，首次提出受载岩石损伤先减小后增大，建立了更加合理的损伤本构模型。王恩元等[7-9]对受载岩石进行电磁辐射特性研究，研究表明电磁辐射能很好地反映岩石破碎变形。……