断层倾角对声发射信号传播规律影响的试验研究
贾宝新1
李宝2
周琳力2
陈浩2
1.辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁 阜新 123000;辽宁省矿山沉陷灾害防治重点实验室,辽宁 阜新 1230002.辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁 阜新 123000
摘要：因存在断层和岩层间层理面等不连续界面,天然岩体并非均匀连续介质,声发射信号经过断层和层理面时传播规律必然会发生改变,因此研究断层中声发射信号的传播规律成为岩石力学的重点课题之一.基于惠更斯原理对含断层的非均匀介质条件下的波面方程进行推导,并通过室内相似模拟模型试验制作 45°、60°、75°以及其他类型断层试件,结合超声波测速仪和DS5-16B全信息声发射信号分析仪对跨断层的声发射信号进行监测和记录,采用非线性拟合和Matlab软件数值计算的方式,研究不同倾角的断层、层理面数量对声发射信号传播速度以及信号特征的影响.结果表明:声发射信号的传播速度随着断层倾角的增大逐渐增加,传播速度与断层倾角呈正相关,断层倾角越大信号传播速度越快,信号穿过断层后传播速度会发生衰减,断层倾角越大速度衰减比例越小,层理面会使传播速度发生衰减,单个层理面对速度的影响较小,2个层理面对速度的影响较大;断层会使信号的最大幅值减小,主频率降低,频率区间向低频方向移动,断层倾角越大,最大幅值、主频率、频率区间越大.1个层理面对信号的影响较小,与无层理面的信号时频特征基本相同,2个层理面对信号的影响较大,会使信号的最大幅值、主频、频率区间有较大幅度的减小;断层的存在会导致声发射信号的瞬时能量发生巨大衰减,倾角越小衰减越为严重.研究成果可为射线理论下波速模型的建立提供理论依据.
关键词：断层倾角声发射信号层理面传播速度能量
分类号：TD313(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51774173)辽宁省兴辽英才计划资助项目(XLYC2007163)辽宁省百千万人才工程资助项目(2021921023)
论文发表日期：2025-05-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：16( 23-38 )
英文信息