Page 177 - 《爆炸与冲击》2025年第6期

第 45 卷 吝曼卿，等： 缓倾结构面岩体在梯度应力作用下的岩爆模型 第 6 期

声发射累计采集能量依次为 278、672、1 080 V·μs，具体如表 2 所示。表示当试件含缓倾斜结构面时，产
生的岩爆烈度随着结构面倾角的增大而提高。

40 400 60 800

30 300 50 600
AE energy/(V·μs) 20 200 Cumulative AE energy/(V·μs) AE energy/(V·μs) 30 400 Cumulative AE energy/(V·μs)
40

20
200
10
100
0 0 10 0 0
2 400 3 000 3 600 4 200 4 800 5 400 2 400 3 000 3 600 4 200 4 800 5 400
Time/s Time/s
(a) A5 (b) A15
60 1 200

50 1 000
AE energy/(V·μs) 30 600 Cumulative AE energy/(V·μs)
800
40

400
20
10 200
0 0
2 400 3 000 3 600 4 200 4 800 5 400 6 000
Time/s
(c) A25
图 7 声发射能量特征
Fig. 7 Acoustic emission energy characteristics
根据声发射能量的分布特征，试件稳压结 表 2 声发射能量参数
束，开始梯度加载后，试件内部均出现明显的破 Table 2 Parameters of acoustic emission energy
坏，尤其是在每次荷载梯度加级的时候，大量破 试件 结构面倾角/(º) 单次最大能量/(V·μs) 累计能量/(V·μs)
坏随之出现。由于结构面倾角不同，各试件每一 A5 5 19 278
级出现的破裂事件数量及能量大小有所差异。 A15 15 31 672
结构面倾角为 5°的试件在整个梯度加载的过程 A25 25 39 1 080
中出现了 5 次较密集的破坏；结构面倾角为 15°
时，试件在整个梯度加载过程中出现了 14 次较密集的破坏；而当结构面倾角增大到 25°时，试件在整个
梯度加载过程中出现了更密集的集中破坏。每次密集破坏的平均能量也随着结构面倾角的增大而升
高，破坏平均能量大小依次为 8.4、17.2、23.6 V·μs。
综上可知，试件结构面倾角越大，岩爆的前兆集中破坏越多，且前兆破坏能量越大，所有破坏事件的
声发射能量大致呈现先逐步递增然后下降的趋势，产生的岩爆烈度随结构面倾角的增大而提高。

3.2 基于声发射波形参数的岩石破坏细观机制分析
岩石在受外部荷载作用产生破坏时，主要产生张拉裂纹和剪切裂纹 。岩石产生张拉裂纹时，裂纹两侧反
[22]
向运动，导致对应产生的声发射波形上升时间短、振幅高；而产生剪切裂纹时，对应的声发射波形上升时间
长、振幅较低 [23] 。因此，RA 值（上升时间与振幅之比，单位为 ms/V）与 AF 值（声发射振铃计数与持续时

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