花岗岩剪切破坏过程声发射横、纵波特征试验研究

开展花岗岩剪切声发射监测试验，利用横、纵波2种传感器接收花岗岩剪切破坏过程的声发射信号，分析声发射横、纵波信号的变化规律及其异同点，探讨两类信号变化规律差异性的原因。研究结果表明：剪切破坏过程中声发射横、纵波事件率变化趋势不一致，纵波事件率在弹性阶段达到最大值后降低，峰值应力前出现“平静期”，累计计数呈“S”型变化；横波事件率在临近峰值应力时出现最大值，累计计数呈“指数”型变化。剪切破坏过程声发射横、纵波事件能量变化趋势一致，破坏过程能量不断增大，临近峰值应力能率达到最大值，累计能量陡增。声发射横、纵波信号频率演化和分布差异性明显，纵波主频在6个固定的频率，近似呈条带状演化，而横波频率成分复杂，主频条带状演化不明显；纵波主频集中分布在90～110 kHz，而横波主频离散分布在0～500k Hz。由于横、纵传感器类型的差异，对岩石破裂过程不同频率声发射信号响应机制不同，是二者声发射事件数量变化趋势不一致的原因；横、纵波声发射事件能量变化趋势一致，这可能与二者高能量的信号均呈现低频特征有关。研究成果进一步丰富和完善了对岩石破裂过程声发射信号特征认识，有助于深入揭示岩石破裂灾变机制。