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北山花岗岩三轴压缩条件下声发射特性研究

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北山花岗岩三轴压缩条件下声发射特性研究第29卷2013年第2期3月地质GeologyVo1.29No.2Mar.2013DOI:10.3969/j.issn.1000—0658.2013.02.010北山花岗岩三轴压缩条件下声发射特性研究宗自华,马利科,高敏,田霄(核工业北京地质研究院,中核集团高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京100029)[摘要]对高放废物地质处置库甘肃北山预选区新场岩体深部花岗岩进行三轴压缩破坏过程声发射监测,研究在不同围压条件下花岗岩的强度特性和破坏机理,探究其在变形破坏过程中的声发射参数变化规律,得出岩石破裂各个阶段的声发射规律及其应力水平,获得裂隙初始应力、裂隙损伤应力和峰值应力的强度包络线,为进一步建立工程岩体的强度准则创造前提条件,为工程稳定性数值模拟分析提供必要的力学参数与计算模型。[关键词]北山花岗岩;强度;声发射[文章编号]1000-0658(2013)02-0123-06[中图分类号]TU42;TL942[文献标志码]A深地质处置是国际公认的安全处置高水平放射性废物(简称高放废物)的可行方法,其主要目的是使高放废物与人类生存环境永久隔离。围岩作为高放废物地质处置库的天然屏障,其物理力学、热力学和水力学等特性对地下工程系统的安全建设和长期运行有着至关重要的作用。岩石的破坏机理一直是岩石力学领域关注的焦点。岩石的破坏过程本质上是与微裂隙行为有关的现象,是在加载过程中其内部颗粒以及颗粒之间发生相对移动、断裂,进而导致微裂隙的萌生、发展和贯通,并在其破坏后产生显著体积膨胀的过程。声发射试验能够定量描述岩石在受荷变形过程中内部晶格错位或微裂纹扩展演化规律l1]。采用声发射监测技术,可揭示岩石破裂过程与声发射参数之间的关系[2],从而有助于进一步认识岩石的破坏机理。当前的研究工作还主要集中在岩石在单轴压缩条件下的声发射特性试验I一。-7],而获得三轴压缩条件下的声发射特征参数及与之对应的特征应力水平对于建立工程岩体破坏准则至关重要l8J。因此,本文以我国高放废物处置库候选围岩——甘肃北山深部花岗岩为研究对象,采用微机控制电液伺服岩石三轴试验机和声发射监测系统,研究在不同围压条件下花岗岩的强度特性和破坏机理,探究其在变形破坏过程中的声发射参数变化规律,得出岩石破裂各个阶段的声发射规律及与之对应的应力水平,获得裂隙初始应力、裂隙损伤应力

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