基于声发射多重分形特征的层状板岩失稳前兆研究

为探究层状板岩失稳前兆,开展了 5组不同层理倾角(0°、30°、45°、60°、90°)板岩的单轴压缩试验,分析了其破坏形态、声发射参数及多重分形特征,讨论了多重分形谱宽△α与损伤演化的关系,得到了基于多重分形的破坏前兆及预警时间.结果表明:当层理倾角由0°增加到90°时,板岩先由张拉劈裂破坏向劈裂剪切破坏转变,接着变为剪切滑移破坏,最终转变为张拉劈裂破坏;振铃计数突增以及低频-高幅信号比例的持续增加可作为板岩失稳前兆,且层状板岩在裂纹贯通阶段低频-高幅信号占比随层理倾角的增大呈先减后增的变化过程;多重分形谱宽△α先突减再突增也可作为不同层状板岩的失稳前兆,且△α的突增时间提前于损伤突变,△α预警时间随层理倾角的增大呈先增后减再增的变化过程,层理倾角为30°时预警时间最长.