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同高径比砂岩破坏特征及声发射特性研究
摘要：本文采用实验和声发射技术，对同高径比砂岩进行了破坏特征和声发射特性的研究。实验结果表明，随着加载的增加，砂岩的破坏形态经历了从能量积累阶段到能量释放阶段的转换，声发射信号与破坏过程具有较好的相关性，可以进行有效的破坏监测。
关键词：同高径比砂岩；破坏特征；声发射；破坏监测
引言
随着经济的发展和人们对能源需求的不断增长，煤矿、油田和天然气等资源开采越来越重要。在这些资源开采过程中，由于地质环境的复杂性和地震等自然因素的作用，砂岩破坏灾害经常发生，严重威胁着安全生产。因此，对砂岩破坏特征和监测技术的研究具有重要意义。
研究方法
本文选用压缩试验和声发射技术，对同高径比砂岩进行了破坏特征和声发射特性的研究。压缩试验采用静态加载模式，加载速率为1mm/min，实验采用MTS液压万能试验机，试样大小为100mm×100mm×100mm。
声发射技术是一种无损检测和实时监测的技术，利用材料在受外力作用下发出的微小振动信号进行检测和分析。本文采用支持向量机算法对声发射数据进行分类和分析。
实验结果与分析
1、破坏形态
实验中观察到，随着加载的增加，砂岩的破坏形态经历了从能量积累阶段到能量释放阶段的转换。在能量积累阶段，砂岩表面只有微小的裂缝，破坏主要集中在砂岩内部；在能量释放阶段，砂岩表面出现明显的裂缝，砂岩内部形成大量的裂缝和岩石碎块，砂岩完全破坏。
2、声发射特性
实验中观察到，随着加载的增加，砂岩产生的声发射数量和能量也逐渐增加。而且，声发射信号的峰值频率和能量也会随着加载的增加而增加。
另外，砂岩破坏的不同阶段，声发射信号的特征频率和频率范围也不同。在能量积累阶段，声发射信号主要集中在10kHz以下的频率范围内的低频信号；在能量释放阶段，声发射信号会出现较多的高频信号，主要集中在30kHz以上。
结论
本文采用实验和声发射技术，对同高径比砂岩的破坏特征和声发射特性进行了研究。实验结果表明，砂岩破坏形态经历了从能量积累阶段到能量释放阶段的转换，声发射信号与破坏过程具有较好的相关性，可以进行有效的破坏监测。