岩体稳定性声发射预测预报新方法
刘 威，王 宁
（西南科技大学土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621010）
摘 要：岩体声发射技术是地下工程中监测围岩稳定性的重要手段。根据大量的现场岩体稳定性声发射信号参数，提出了评价地下工程岩体稳定性声发射相对强弱指标，综合考虑了岩体失稳过程的声发射事件率或能率的时间序列，可以消除测点布置方式及地质构造等因素对声发射信号参数的影响，更准确地进行围岩稳定性评价。
关键词：岩体声发射；岩体稳定性；相对强弱指标
中图分类号：TU452 文献标识码：A 文章编号：1008-1933(2006)01-0102-03
The new method of A E on prediction of rockmass stabilityLIU Wei, WANG Ning
(School of Civil Engineering and Architecture, Southwest Univercity of Science and Technology, Mianyang 621010, China)
Abstract: Rock acoustic emission is an important way in supervise rockmass stability in underground engineering. According to a lot of rock acoustic emission parameter on site, we evaluated criterion of Relative Strength-Weakness Characteristic. The time sequence of the acoustic emission parameters in rockmass failure process is considered in the evaluating criterion, it can eliminate the effect of the environment factors. So, the evaluating criterion on rockmass stability are more exactly.
Key words: rock acoustic emission; rockmass stability; evaluating criterion of relative strength-weakness characteristic
0 前 言
材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，或材料内部缺陷及潜在缺陷在外部条件作用下改变状态时，以弹性波的形式迅速释放出能量的现象称为声发射（8#;%JI"#G<"JJ";’），简称 8G。岩体声发射技术是根据岩体在外荷载作用下发生变形、破坏的同时发出的应力波来判断内部损伤程度的一种动态无损检测方法，不仅能对材料内部缺陷进行检测，而且还能反映材料内部缺陷形成、发展和失稳破坏的整个动态过程，因而在实际工程中受到广泛应用。声发射信号的强弱多寡与岩体特征及受力状况关系密切，随着岩体变形和破坏的发展，声发射信号也相应的发生变化。因此，对这些信号加以监测、采集，就可以对岩体活动进行全程动态监测并对岩体的最终破坏做出预测。早在.0世纪-0年代初，美国矿山局工程师?:SP;HI和 A:T%U&))在矿井中应用超声波测试受力的矿柱时，就发现了声发射现象，并在实验室和现场研究中证实了是岩体材料结
构不稳定性的反映[1]。
现代声发射技术的开始以20世纪50年代初凯瑟（Kaiser）在德国所做的研究工作为标志。大规模的研究是在20世纪60年代开始，美国和日本的许多学者在实验室中做了大量工作，研究了各种材料声发射源的物理机制，并初步应用于工程材料无损检测领域[2,3]。
声发射现象的观测起源于地震监测，现今广泛应用于岩体的监测和地质与石油钻探的应力测定。在地下工程中，岩体声发射（AE）技术是预测预报岩体稳定性的一种重要手段。地下工程中的围岩失稳是造成人员伤亡、设备损坏等安全事故的主要原因。利用岩体受荷载时所辐射的声发射信号的能量、振幅、波长和频度等特性，可以研究它们的破坏过程和机理，判断岩体的抗断裂性能，使得岩体声发射技术成为研究岩体稳定性及预测预报地下工程岩爆、崩塌等灾难性事故的一种重要手段。
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