声发射技术和分形理论在采场稳定性研究中的应用
李长洪 蔡美峰 乔兰 王双红
(北京科技大学·100083)
摘 要 本文引用了分形维数定义，通过实际采场围岩声发射监测数据与时间标度的分维研究，揭示了该采场围岩稳定性与其声发射时间标度分维变化的相关规律性。
关键词 岩体声发射 分形理论 岩体稳定性 分维 监测
1 概述
对于岩石力学和工程问题，由于岩体受力状态、岩体介质的非均质性以及地质构造的复杂性和随机性，导致了被研究客体系统的非线性和不确定性，即岩体的破坏是一种不可逆和随机的过程。而描述基本相互作用的确定性的、可逆的定律是不能解决这类司题的，或者只是片面地反映，并没有揭示其内在的本质规律。
由于采空区自由塌落的边界及地质体性质、构造的复杂性和随机性，造成了地压计算、监测和预报的不确定性。岩体在破坏时，其内部聚集的弹性能量以弹性波形式释放的现象称为声发射(Acoustic Emission)。目前，声发射监测技术是预报冲击地压的现代化方法之一，在国内外获得了广泛应用。人们在长期监测和防治冲击电压灾害中获得了大量的地压资料和经验，取得了一定的成果。但岩体破坏前后的大量声发射现象无疑隐含着许多岩体破坏的重要信息，它预示着岩体破坏的发生和发展。因而充分研究和挖掘声发射监测过程中的信息含义对预报采场稳定性具有十分重要的意义。
分形几何(Fractal Geomelry)是近年来世界科学家最勾关注的前沿科学，被认为是研究自然界的有效方法。本文用分形理论探讨采场围岩旨落的形成和发展规律，用分维的统计性质研究岩体破坏的这种不可逆性和不确定性的过程。
