不同应力途径三轴压缩下岩石的声发射

在不同加载方式的三轴实验中,观测了济南辉长岩和北京昌平花岗岩的声发射(围压达1.3千巴).当最大主应力增加使岩样破坏时(A型),平均声发射率逐渐增加,离破裂强度约几百巴时声发射急剧增多.而当岩石处于一定的高应力状态,通过减小围压使岩样破坏时(B型),声发射的急剧增加仅出现在离破裂差应力20-30巴的情况下,而且这种破裂过程声发射总数只有 A 型的1/3左右.在 B 型加载情况下,从应力场的球张量部分(流体静压力)来看,是一个卸载过程,而从偏张量部分来看,是一个加载过程.这种卸载过程的存在很可能是造成声发射不同特征的主要原因.     

内孔加压三轴条件下岩石的破裂试验研究

本文应用岩石孔压三轴仪,研究花岗岩和大理岩的破裂特性,探讨应力途径对岩石破裂强度的影响。试验结果表明:(1)岩石的内孔水压致裂强度随围压的增加而线性增加,(2)在拉,压应力组合条件下,岩石呈现出拉破特性,引起岩石破裂的拉应力随着轴压增加而减少;(3)孔压致裂法获得的岩石抗拉强度值偏高     

不同应力途径下岩石的体积变化

本文介绍了对岩石在不同应力途径下的体积变化进行的实验研究。主要的应力途径有三种,并且都是首先把岩石加载到破裂前一定的应力状态,再分别三种类型加载。实验用电阻应变片测量纵向和横向应变以计算体应变。实验表明:同一种岩石在不同应力途径下膨胀效应有显著的不同。文中用辉长岩的实验数据对过密量和超膨胀量进行了估算。研究表明,过密与膨胀是应力途径变化时岩石体积变化的滞后效应。研究了B型实验过密状态出现的条件。从强度80%左右开始减小最小主应力的B型实验明显表现经历过密状态。从低应力状态(强度50%左右)和高应力状态(强度92%以上)开始减小最小应力的B型实验,岩石均未经历过密状态。最后联系地震预报问题进行了简单的讨论     

岩石在不同应力条件下的声发射

本文比较了岩石在不同应力条件下的声发射,发现岩石受引张或张剪应力作用与岩石受压剪应力作用相比,出现声发射时的作用应力与破裂强度的比值不同。在引张或张剪应力作用下,直至作用应力达到破坏应力的百分之九十时,才有声发射出现。在压剪应力作用下,不管采用何种应力途径,只要有应力变化,就有声发射出现。如果认为声发射幅度仅由应力条件和破坏尺度决定,上述不同应力条件下的声发射特点,可能对应着不同类型的地震。引张或张剪应力条件下的大震。可能完全没有微震前兆。     

三轴压缩条件下岩石突发失稳过程的实验研究

在常温、固体围压介质(铅)三轴压缩的条件下,采用磁带记录的快速数据采集系统,对完整的居庸关花岗岩、迁安石英岩和含不同角度锯切面的居庸关花岗岩试件的突发失稳动态过程进行了实验研究。结果表明,当试件沿内部斜面快速错动而突发失稳时,表现为各点应力和位移的振动、衰减,并趋于新的稳定终止态。根据应力和位移的记录,得到了应力-应变(相对位移)动态合成图。以失稳振动的初动半周期为界,可将整个动态过程划分为摩擦错动阶段和自由振动阶段。实验还表明,突发失稳岩石的动态错距等于或近似于终态错距。实测的动态应力降约为终态应力降的1.6倍。     

原始电阻率各向异性岩石电阻率变化的方向性

在3种非含岩成分造成的岩石原始电阻率各向异性标本(在采集和加工过程中，标本完整性遭 到破坏的标本)，和一种由含岩成分形成的 岩石原始电阻率各向异性标本上，布设多个电极，并将标本用水饱和. 然后用多电极组合法 ，将己布电极组合成不同方向、不同极距的电阻率各向异性测线. 采用单轴压缩、低围压 三 轴压缩和剪切3种加载方式，对标本进行动态电阻率变化实验. 观测标本电阻率随承载力的 变化. 实验结果表明∶对于岩石原始电阻率各向异性标本，在电阻率变化各向异性方面，与 岩石 原始电阻率各向同性标本相似，即∶裂隙和破碎带通过区域的测点，视电阻率变化各向异性 结果好，４种组合求得的４个各向异性主轴方向趋向一致，且与破碎带方向基本吻合；裂隙 和破碎带不经过区域的测点，４个视电阻率变化各向异性主轴方向不一致，或者根本求不出 各向异性解. 这后一种情况，在裂隙面平行测量面时，表现最为明显.     

室内岩石水压致裂三轴试验研究

水库蓄水为什么会诱发地震,至今人们的认识不尽一致,原因是多方面而且是十分复杂。但无论哪种诱发机制理论,水的作用都被列为重要因素。从岩石力学观点看,水的作用不仅使岩体(或断裂带)的性质发生“软化”,而且随着孔隙压力的增加使基岩的应力状态发生变化,从而改变了岩石的强度和变形特性。作者1981年发表的论文中对“软化”问题已作了论述,本文主要探讨孔隙压力的影响。试验采用新丰江水库主要断裂带区的花岗岩30块试件,分成烘干和饱和两组,在不同围压和轴压力作用下,通过中间孔注液产生孔隙压力,使岩样破裂,简称为“水压致裂三轴试验法”。这种试验测量其致裂强度特性,变形特性及破裂模式等一系列参数,为水库地震诱发机制的研究提供一个方面的判据。     

复杂应力条件下地基岩石细观破坏研究

为了研究复杂应力条件下的深基坑岩石细观破坏问题,本构方程采用由应变空间导出的弹塑性损伤细观力学模型,借助有限元计算方法,实现了岩石三维破裂过程的数值模拟。采用细观破坏单元网格消去法,实现了有限元模拟裂纹扩展过程;利用位移加载来实现岩石逐渐破裂过程;数值模拟灰岩单轴拉伸及压缩破坏试验、双轴拉伸破坏试验和三轴受压破坏试验,得到其非线性应力—应变曲线和不同载荷阶段弹塑性损伤破裂演化系列图像;分析细观非均匀性对岩石宏观破裂力学行为的影响。研究表明,在复杂应力条件下,随着围压增大,峰值抗压强度明显提高,塑性变形明显增大。本文研究对深基坑施工过程中预防工程事故的发生具有借鉴意义。     

单轴应力作用下两种不同方法研究岩石磁化率变化的结果

本文介绍了对北京——唐山地区八种强磁性岩石标本的压磁实验结果,观察了它们在高压应力下,直至破坏前后的磁化率变化特征。发现磁化率的变化只是其应力值的函数,与体积变化过程、微裂膨胀过程关系甚微。磁化率的压力系数取值范围为——(0.4——3.0)10-3MPa-1。同时,本文还得到了标本中出现破裂后岩石的压磁曲线。 运用铁磁学理论,对上述压磁实验结果作了初步的分析解释。      

岩石热导率的温压实验及分析

岩石热导率是岩石热物性中最主要者，是研究地壳和上地幔热结构、地球深部热状态以及各种工程岩体内空气与围岩之间热交换的重要参数，该参数的测定不但是大地热流测量的重要内容之一，也是矿山采掘、石油开发和地热能利用不可缺少的工作。本文简要介绍了利用环形热源法在不同温压条件下对岩石热导率的测试和研究。文中不但介绍了测量原理和测量装置结构，并给出了不同岩性岩石在室温至１８０℃、常压至２２ＭＰａ状态下的测量结果，     

构造活动模式变化对b值影响的实验研究

借助新型声发射观测系统,对两种构造活动模式转变对b值的影响进行了初步实验研究. 第一个实验通过改变加载方向使构造活动模式从挤压型雁列变为拉张型雁列, 得出前一阶段b值比后一阶段要高; 第二个实验通过持续加载使拉张型雁列变为拐折断层, 与第一个实验类似, 前一阶段b值比后一阶段要高. 说明b值可能蕴含有构造活动模式的某些特征, 有可能成为分析区域构造活动模式的一种新手段.      

岩石破裂过程中电阻率变化机理的探讨

受压岩石在破裂过程中,视电阻率会出现明显的变化,其异常形态与实验条件有很大的关系. 实验中对磁铁石英岩样品施加了单轴压缩,岩石的破裂经反复加载和卸载实现,并在岩样的裂隙中注入了食盐溶液. 在实验的各阶段,对样品的主剖面重建出一系列内部真电阻率分布的图像,揭示了介质内的微细结构,从而探讨了视电阻率变化的原因. 实验发现,岩石中裂隙的存在及所含液体的饱和状态,是岩石在主破裂前控制电阻率变化的两个最重要的因素;低应力状态属常态导电过程,孔隙度的变化是主要因素;高应力状态属裂隙表面导电机制,随着破裂面在岩体内部出现,水和孔隙有了完全贯通的平面,多种导电机制都得以发挥作用. 此外,体导电结构的变化在宏观上表现为各向异性和图样有序性的增强.     

岩石破裂过程中电阻率变化机理的探讨

受压岩石在破裂过程中,视电阻率会出现明显的变化,其异常形态与实验条件有很大的关系. 实验中对磁铁石英岩样品施加了单轴压缩,岩石的破裂经反复加载和卸载实现,并在岩样的裂隙中注入了食盐溶液. 在实验的各阶段,对样品的主剖面重建出一系列内部真电阻率分布的图像,揭示了介质内的微细结构,从而探讨了视电阻率变化的原因. 实验发现,岩石中裂隙的存在及所含液体的饱和状态,是岩石在主破裂前控制电阻率变化的两个最重要的因素;低应力状态属常态导电过程,孔隙度的变化是主要因素;高应力状态属裂隙表面导电机制,随着破裂面在岩体内部出现,水和孔隙有了完全贯通的平面,多种导电机制都得以发挥作用. 此外,体导电结构的变化在宏观上表现为各向异性和图样有序性的增强.     

饱水岩石超声振氡实验研究

本文以实验为基础,得出了如下几点结论:(1)经超声振动的岩石样品,其微结构有明显的变化;(2)超声振动不仅可以破坏吸附氡的束缚状态,还能释放封闭氡;(3)在超声振动下,氡析出量非常可观,有可能作为氡前兆信息的物质基础     

不同荷载下新疆库尔勒－托克逊岩石变形强度性质的实验研究

对库尔勒－托克逊大理岩、片麻岩、蛇纹石化橄榄岩、间长岩、花岗岩及火山岩的挤压实验表明，蛇纹石化橄榄岩的强度最小为１６．３３ＭＰａ，其横向形变最大达６．８１×１０－３。火山岩的强度最大为１８０．３１ＭＰａ，其纵向形变最大为３．５×１０－３。蛇纹石化橄榄岩为弹性体。花岗岩类岩石在高压下发生粘滑破裂，这是岩石成分不均匀所具有的脆性特征。岩石强度与荷载速度呈正比。     

在超声作用下玄武岩释放封闭氢实验研究

本文以实验为基础,论述了玄武岩释放封闭氢的超声机理。在超声作用下释放的封闭氢,只有少部分逸散,可做为氢前兆信息,而大部分则转化为吸附氢,但依然是氢前兆的物质基础。此外,还阐述了只根据氢析出量不能判断声发射强度,从而推测岩石主破裂强度,即地震强弱     

孔隙压变化对岩石错动面滑动行为影响的实验研究

应用摩擦实验装置，在法向压力σ＿ｎ＝１０～１２０ＭＰａ下研究了孔隙压变化速率对岩石错动面滑动行为的影响。当孔隙压增压速率较大时，具粘滑振荡特性的岩石错动面仍将发生粘滑振荡，当孔隙压增压速率较小时，错动面发生稳定滑动，当增压速率介于上述两者之间时，错动面则呈粘滑－稳滑转化。以上结果对地震前兆和地震控制研究有重要意义     

岩石声频散的实验研究及声波速度的外推

对岩石声频散进行了实验研究,用不同频率的声学探头使用超声波脉冲穿透法对砂岩和泥岩样品进行了测量,并分析了两者的频散现象.结果表明：在51kHz—1MHz频率范围内,在干燥状态下岩芯有频散现象;在饱水状态下,砂岩的频散现象更明显,岩芯中流体的存在是影响纵波频散的一个重要原因.利用频散方程计算不同频率时的速度值,并与实验结果进行了比较,说明频散方程可以较好的描述砂岩与泥岩的频散关系.     

岩石声频散的实验研究及声波速度的外推

对岩石声频散进行了实验研究，用不同频率的声学探头使用超声波脉冲穿透法对砂岩和泥岩样品进行了测量，并分析了两者的频散现象.结果表明：在51kHz-1MHz频率范围内，在干燥状态下岩芯有频散现象；在饱水状态下，砂岩的频散现象更明显，岩芯中流体的存在是影响纵波频散的一个重要原因.利用频散方程计算不同频率时的速度值，并与实验结果进行了比较，说明频散方程可以较好的描述砂岩与泥岩的频散关系.