煤与砂岩复合岩声发射统计效应的试验与最大似然理论

• Published in: 煤炭学报 Vol. 44; no. 5; pp. 1544 - 1551
• Main Authors: 刘汉龙, 金林森, 姜德义, 谢凯楠, 蒋翔
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 重庆大学土木工程学院,重庆,400045%重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆,400044%重庆大学土木工程学院,重庆400045 01.05.2019; 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400044
• Subjects: 声发射; 最大似然; 统计; 复合岩
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0785

TD315; 岩石类材料破裂损伤的声发射统计效应近年来在理论、试验和模拟方面已开展了大量研究,并且近年来以声发射为实验基础,采用统计物理学的方式分析声发射信号,继而关于材料内部损伤机制的相关研究也得到了发展,但是针对不同材料声发射统计效应及其相互作用与临界行为研究还较为缺乏.为此在实验室条件下采用日本岛津AGI-250高精度材料试验机对由分别取自内蒙古和重庆地区的煤与砂岩组成的复合岩开展了单轴压缩试验,利用DISP系列全数字声发射工作站采集压缩条件下试样中煤与砂岩层位的声发射信号,对信号进行了概率密度分布分析,并建立了考虑叠加效应的幂律指数最大似然估计方法.研究发现:复合岩在单轴压缩条件下煤层和砂岩层的声发射信号与纯煤和纯砂岩表现出了不同的统计性质,其整体声发射能量概率密度分布受煤层影响较大,砂岩层整体服从单幂律分布,而煤层则服从双幂律分布;叠加效应的幂律指数最大似然估计方程由上下限幂律指数α,β,与声发射数量比例x三参数控制,方程预测结果与试验中拥有较低幂律指数层位的分析结果一致,且随着声发射能量的增加逐渐趋近于下限幂律指数值;随着声发射能量级的增加,复合岩中煤层对整体统计结果的影响程度逐渐增加,而砂岩层的影响程度变化不明显.