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含水率对岩石电荷感应信号影响规律研究
文献摘要：
水是诱发矿井灾害的主要因素之一,研究水-岩相互作用下的岩石破坏电荷信号,可丰富矿井水引起灾害的监测方法.为研究含水率对岩石破坏电荷感应信号的影响规律,基于损伤理论推导了岩石损伤破坏力-电耦合模型,得到了感应电荷量与岩石力损伤和水损伤的理论关系.利用自主研制的电荷感应信号数据采集系统,对不同含水率条件下的岩石试样进行了单轴压缩电荷感应信号监测试验,分析了水对岩石力学性质和岩石破坏过程中各阶段电荷感应信号的影响规律,并对含水率影响感应电荷产生的机制进行了讨论.结果表明:岩石变形破坏过程中的电荷感应信号与岩石的损伤程度有关,累积感应电荷量与感应电荷总量的比值可以表示岩石在水和力作用下的损伤量,且含水率越高,试样越易在较低的应力下产生大量的电荷感应信号.不同含水率岩石的宏观破坏特征明显不同,随着含水率升高,岩石的抗压强度降低,裂隙发育,岩石破坏形式由单剪式破坏向张拉和剪切混合破坏转变.电荷感应信号分布形态上,含水率的升高使得高幅值电荷簇数增加,并向弹性阶段发展,且高幅值电荷感应信号主要分布在弹性阶段后期和塑性阶段.感应电荷量上,随着含水率的升高,弹性阶段的感应电荷释放量占比逐渐增大,塑性阶段占比逐渐减小,两阶段的感应电荷量之和占试样变形破坏过程中产生感应电荷总量的90％以上.水通过弱化岩石颗粒和渗透压作用,使岩石在较低应力下产生或扩展裂隙,感应电荷信号更丰富.
文献关键词：
含水率;电荷感应信号;损伤;力-电耦合模型;累积感应电荷量
中图分类号：
作者姓名：
郑文红;施天威;潘一山;罗浩;吕祥锋
作者机构：
辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁大学环境学院,辽宁沈阳110036;北京科技大学土木与资源工程学院,北京100083
文献出处：
引用格式：
[1]郑文红;施天威;潘一山;罗浩;吕祥锋-.含水率对岩石电荷感应信号影响规律研究)[J].岩土力学,2022(03):659-668
A类：
电荷感应信号,累积感应电荷量
B类：
矿井灾害,岩相,岩石破坏,富矿,矿井水,监测方法,损伤理论,理论推导,岩石损伤,损伤破坏,破坏力,耦合模型,自主研制,号数,数据采集系统,单轴压缩,信号监测,监测试验,岩石力学性质,破坏过程,变形破坏,损伤量,宏观破坏,破坏特征,抗压强度,裂隙发育,破坏形式,张拉,分布形态,弹性阶段,阶段发展,释放量,两阶段,渗透压,低应力
AB值：
0.180486
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