含裂隙砂岩破裂特征及微震和电荷感应信号规律试验研究

摘要

为了有效提取含裂隙砂岩失稳破坏的前兆信息,用试验方法研究了单轴压缩条件下完整砂岩和不同倾角裂隙砂岩的破坏特征及电荷感应信号和微震信号的规律.结果 表明,裂隙的存在成为影响砂岩的单轴抗压强度和破坏特征的主要因素,随着裂隙倾角的减小,砂岩的单轴抗压强度会降低,破裂形式由拉剪复合破裂向剪切滑移破裂转变.完整试样微震与电荷信号只有在峰值应力附近出现高幅值波动,在加载初期压密阶段和弹性阶段信号较低;含裂隙岩样微震与电荷高幅值信号出现时间提前,高幅值脉冲数增多,且高幅值脉冲从完整试样只出现在峰值应力附近,到有裂隙时在岩石弹性后期出现多个高幅值脉冲数转变.当裂隙倾角由60°→45° →30°变化时,微震与电荷信号由开始的密集型信号向多个孤立型信号转变.微震信号与电荷信号并不是完全同步的,在岩石峰后阶段才有较好的"协同性"信号产生.岩石发生应力降是产生微震和电荷感应信号的充分非必要条件,将微震和电荷感应监测技术与岩体监测区域应力场分布结合指导现场实践有助于提高预测准确性和减少地质灾害的发生.