| 2 | 基于自组织临界理论的岩石声发射能量与时间的统计分析显示文摘自组织临界理论为无序和非线性复杂系统的行为特征和演化模式提供了新的解释,基于该理论探讨岩石破裂演化的规律。考虑到体型对其破坏特征的影响,制作了立方体和圆柱体两种体型岩石试件,开展单轴压缩和声发射试验,分析岩石破裂演化过程中自组织临界点前后的声发射信息,根据声发射能量概率密度、声发射空间定位及等候时间的分布,对临界指数k、余震分布指数α和等候时间分布指数δ等参数进行统计。结果表明:不论是立方体还是圆柱体试样,其破坏过程均是一个由低能值的无序稳定态向高能值的有序非稳定态发展的自组织过程,体型对其破坏的自组织过程影响较小,立方体试件相对圆柱体试件,前者从受压到自组织第一临界点(体积膨胀起始点)的持续时间相对较久,且由第一到第二临界点(峰值强度点)的自组织演化过程更迅速,其破坏更具规律性,破坏预测优于后者;立方体试件在受压过程中趋于多向应力状态,对岩石内部裂缝的发展具有一定的限制作用,破裂全过程的临界指数较大,圆柱体试件的局部屈服弱化特征较明显,在受压作用下更容易导致裂隙的发展,破裂全过程的临界指数较小;对于岩石的Omori定律分布统计指数α,立方体试件破裂自组织演化过程中第二阶段声发射余震分布的α值大于1,而圆柱体试件的α值小于1,表明立方体试件在第二临界点出现前已进入了临界失稳状态;在大的等候时间差范围内(>0.1s),试件破裂自组织演化过程第二阶段的临界指数相对第一阶段较大,意味着新裂纹出现的频率随着破裂的自组织演化而加剧,声发射能量的临界特征可以较好反映岩石破裂过程中的内部响应。 | 孙冰 唐文福 曾晟 侯珊珊 方耀楚 | 2022 | 岩土力学2022，43，9： | 0 |
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