用声发射监测技术预报岩体稳定性的可行性的研究.pdfVIP

第六届全国岩土力学数值分析与解折方法讨论会，中国，广州 1998年8月4～6日 用声发射监测技术预报岩体稳定性的可行性研究 吴定洪陆业海 (湖北省岩崩滑坡研究所 宜昌 443000) 提 要 本文通过室内试验、现场监测系统的研究r岩石的声发射特征及其声发射技术用于岩体工程稳定性安全监涮的 可行性。研究表晴，岩石在大变形成破坏前具有明显的声发射活动，并明显超前于者体位移监测。声发射监测作为岩体稳定 性监测预报手段是切实可彳亍的。 ．广。 关t词声发射技术；岩刊声发射特征；节蔓复墨—澎毫李预报 1 概 述 岩体变形破坏时释放的应变能所激发的弹性波即声发射。通常把这种现象称为地音或岩音。岩俸产 生结构破坏的不同阶段，声发射特征也发生变化，岩体声发射监测技术就是对其进行动态监测，即检澍岩 体声发射参数，并根据其变化规律，判断岩体变形破坏发展趋势，预报岩体的失稳。 声发射监测通常用总事件、大事件、能率分别反映声发射频度、幅度、能量。这三个参数意义如下， 总事件：一段时间内声发射活动总次数； 大事件：一段时间内幅度大于某一规定值的事件数； 能 率：与一段时间内声发射能量成正比例的量，为无量纲。 国外自40年代开始声发射技术应用于工程中，60年代后得到全面发展，在矿山地压灾害、多类边坡 稳定性昭测，大型地下库房可靠性评价等方面得到成功的应用。国内冶金部从60年代开始致力于岩体声 发射技术的开发利用，武汉安全环保研究院先后研制出YSS、wD一1、YsZ一2型声发射仪，在采场顶板冒 落预报，边坡稳定性评价、栗场地质显现规律等方面，已取得成功应用。然而，如何将室内及现场监测相结 合进行岩体工程的安全监测预报，仍有待开拓，文章利用长江三峡链子崖危岩体这一典型岩质边坡，在这 方面进行了有益探索。 2岩石声发射试验及声发射特征 试验采用JQ一200型剪切流变仪对炭质页岩、栖霞灰岩在不同状态(天然、饱水)不同应力作用下的 变形、破坏进行声发射监测，声发射监测采用冶金部武汉安全环保院生产的YSZ—Z型声发射自动采集仪 及声发射操头。自动代集仪能在计算机控制下实现定时自动采样的功能。 2．1天然状态下的炭质页岩 2．1．1分级加载 ①表1为炭质页岩在分级加载条件下的声发射参数统计，从表中看出，各试件声发射参数随应力的 增加增大．但当应力(r=1．18MPa)加载到一定值时，声发射参数达到极大值．随后声发射参数随应力的 增加而减小，但变形仍持续增加。 534 用声发射监测技术预报岩体稳定性的可行性研究 吴定洪陆业海 YSZ 囤1 2型声发射仪地构框图 表I炭质薅在分级拥载下声发射参数 时 试块l(每分钟) 试块2(每分钟) 试块3(每分钟) 序 N大 N总 能率 N大N总 能辜 N太 N总 能率 1 l 15 65 7 63 296 3 14 65 2 1 18 92 8 32 175 O 1 4 3 2 15 45 O 1 1 4 O 10 13 O l O 0 0 5 30 162603 0 0 0 O 0 O 6 8 64 501 l 2 8 1 2 8 7 3 14 53 O 0 O l 7 I2 8 2 27 133 0 2 10 0 S 6 9 2 23 83 8 1