| 裂隙砂岩应变场演化与超声时移衰减特征研究 |
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| 引用本文： | 张朝俊,吴顺川,储超群,庞瑞.裂隙砂岩应变场演化与超声时移衰减特征研究[J].岩土力学,2024(5):1284-1296. |
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| 作者姓名： | 张朝俊 吴顺川 储超群 庞瑞 |
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| 作者单位： | 1. 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室;2. 昆明理工大学国土资源工程学院;3. 自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（No.51934003）；;云南省重大科技项目（No.202202AG050014）~~； |
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| 摘 要： | 微裂纹萌生、扩展和聚结模式的识别是研究岩体灾害孕育演化过程的基础。为探究裂隙岩石微裂纹发育过程及机制，采用主动超声测量和数字图像相关（digital image correlation，简称DIC）技术同步监测单轴压缩下预制裂隙砂岩的损伤破裂过程，分析了表面应变场演化及超声衰减特征。结果表明：小倾角预制裂隙尖端的局部拉应力集中利于裂纹更早萌生；随裂隙倾角增加，预制裂隙试样由较为稳定的渐进性破裂转变为突发性破坏，其脆性特征也更明显，表面应变场可实时追踪裂纹的萌生和扩展。P波波速、振幅谱和超声振幅的衰减与微裂纹的发育和宏观裂纹的形成密切相关，可将超声波主频的明显衰减视为宏观裂纹形成的直接证据；不同射线路径P波速度及振幅衰减的差异，是轴向应力和预制裂隙诱导损伤累积各向异性的结果。此外，采用改进谱比法分析了超声衰减的时移特征，发现超声波衰减比P波波速对岩石介质中微裂纹的发育更敏感，进一步对比发现超声振幅、表面应变、P波波速对岩石损伤识别的敏感性依次降低。该研究结果表明，主动超声衰减和DIC表面应变同步监测是识别和量化岩石损伤和裂纹扩展先兆信息的有力工具。
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| 关 键 词： | 裂纹扩展 主动超声监测 衰减 数字图像相关 应变场演化 |
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