帷幕体单轴压缩破裂声发射空间演化规律与分形特征研究

王志国^1,2，王梅^1,2，张国庆³，李跃龙^1,2

1. 华北理工大学矿业工程学院2. 河北省矿业开发与安全工程实验室3. 首钢矿业公司杏山铁矿

摘 要：基于岩石破裂声发射事件空间定位技术和分形几何理论,对以研山铁矿东帮砂砾卵石为骨料经胶结制作的帷幕体试块进行了单轴压缩试验研究,探讨了不同含水率下帷幕体试块的强度特性、AE事件累积计数特点、声发射事件空间演化规律及分形特征。研究结果表明:帷幕体试块破裂受到卵石骨料等成分的空间分布非均匀性影响和内部存在的各级结合缝控制,破裂空间分布呈现非均布向均布演化特征。一定的含水量可以提高帷幕体的强度;AE事件随应力增加逐渐活跃,其空间分布逐渐由区域中心向外扩散,渐呈均布趋势聚集于试件中部,且AE事件大部分产生于应力峰值前;AE事件空间分布分形维数随应力变化表现为先升维后降维,在峰值应力附近达到最大值,然后出现分维突降现象。分形维数降低可以作为预测帷幕体失稳破坏的前兆。

关键词：帷幕体;声发射;破裂空间演化;分形维数;