工程科学学报.第42卷.第8期：988-998.2020年8月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.8:988-998,August 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.08.12.004;http://cje.ustb.edu.cn 不同荷载条件下低孔隙率砂岩巴西劈裂试验的声发射 特性 吴顺川2)，孙伟)四，成子桥) 1)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京1000832)昆明理工大学国土资源工程学院.昆明6500933)中电建 路桥集团有限公司，北京100044 ☒通信作者，E-mail:sunweiustb@outlook.com 摘要针对巴西圆盘荷载接触条件对巴西劈裂试验影响的问题，采用声发射监测系统开展线非线荷载接触条件下低孔隙 率砂岩巴西劈裂试验.直径为50mm,厚度为25mm的标准巴西圆盘按照同一种传感器三维布设方式布置8个Nano30传感 器.在相同的荷载速率下，声发射监测Richters系统对线/俳线荷载两种荷载条件下的巴西圆盘进行准静态加载的波形信号连 续记录.通过P波自动到时及网格坍塌搜索算法进行定位，在线非线荷载条件下分别有1131和931个声发射事件被成功定 位.圆盘的起裂位置均在圆盘非中心位置，对于非中心起裂的试验值可能低估了巴西抗拉强度.裂纹下半球极点密度投影分 析表明.非线荷载条件下破裂面的局部扭曲程度大于线荷载.试样三维损伤演化结果表明.圆盘所受荷载面积大小，显著影 响圆盘损伤累计的时间、释放能量的大小和裂纹扩展的稳定性.对有效声发射定位事件进行矩张量分解获取了两种荷载条 件下各向同性部分(1SO)、纯双力偶(DC)和补偿线性矢量偶极成分(CLVD)频率百分比.并采用微裂纹破裂类型分类方法来 定量分析震源机制，结果表明巴西劈裂对荷载条件并不敏感，两者均可以解释为近似平行于荷载方向上的张拉裂纹的萌生、 扩展及贯通 关键词巴西劈裂：荷载接触条件：脆性破坏：声发射特征：矩张量 分类号0346.1 Acoustic emission characteristics of Brazilian test for low-porosity sandstone under different load conditions WU Shun-chuan2),SUN Wei,CHENG Zi-giao 1)Key Laboratory of Ministry of Education for Efficient Mining and Safety of Metal Mine,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Faculty of Land Resource Engineering.Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China 3)Power China Roadbridge Group Co.,Ltd.,Beijing 100044,China Corresponding author,E-mail:sunweiustb@outlook.com ABSTRACT In view of the influence of the load contact conditions on Brazilian test results,the acoustic emission (AE)monitoring system was used to conduct a Brazilian test of hard and brittle low-porosity sandstone under linear/non-linear load contact conditions. The standard Brazilian discs with a diameter of 50 mm and a thickness of 25 mm were instrumented with a three-dimensional sensor array containing eight Nano30 sensors.All the discs were equipped with identical three-dimensional sensor arrays.At the same load rate, the Brazilian discs were quasi-statically loaded under both linear/non-linear loads.The Richter 8 acquisition system continuously 收稿日期：2019-08-12 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51774020)：国家重点研发计划专项资助项目(2017Y℉C0805300)不同荷载条件下低孔隙率砂岩巴西劈裂试验的声发射 特性 吴顺川1,2)，孙    伟1) 苣，成子桥3) 1) 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083    2) 昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093    3) 中电建 路桥集团有限公司，北京 100044 苣通信作者，E-mail：sunweiustb@outlook.com 摘    要    针对巴西圆盘荷载接触条件对巴西劈裂试验影响的问题，采用声发射监测系统开展线/非线荷载接触条件下低孔隙 率砂岩巴西劈裂试验. 直径为 50 mm，厚度为 25 mm 的标准巴西圆盘按照同一种传感器三维布设方式布置 8 个 Nano30 传感 器. 在相同的荷载速率下，声发射监测 Richter8 系统对线/非线荷载两种荷载条件下的巴西圆盘进行准静态加载的波形信号连 续记录. 通过 P 波自动到时及网格坍塌搜索算法进行定位，在线/非线荷载条件下分别有 1131 和 931 个声发射事件被成功定 位. 圆盘的起裂位置均在圆盘非中心位置，对于非中心起裂的试验值可能低估了巴西抗拉强度. 裂纹下半球极点密度投影分 析表明，非线荷载条件下破裂面的局部扭曲程度大于线荷载. 试样三维损伤演化结果表明，圆盘所受荷载面积大小，显著影 响圆盘损伤累计的时间、释放能量的大小和裂纹扩展的稳定性. 对有效声发射定位事件进行矩张量分解获取了两种荷载条 件下各向同性部分（ISO）、纯双力偶（DC）和补偿线性矢量偶极成分（CLVD）频率百分比，并采用微裂纹破裂类型分类方法来 定量分析震源机制，结果表明巴西劈裂对荷载条件并不敏感，两者均可以解释为近似平行于荷载方向上的张拉裂纹的萌生、 扩展及贯通. 关键词    巴西劈裂；荷载接触条件；脆性破坏；声发射特征；矩张量 分类号    O346.1 Acoustic  emission  characteristics  of  Brazilian  test  for  low-porosity  sandstone  under different load conditions WU Shun-chuan1,2) ，SUN Wei1) 苣 ，CHENG Zi-qiao3) 1) Key Laboratory of Ministry of Education for Efficient Mining and Safety of Metal Mine, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Faculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China 3) Power China Roadbridge Group Co., Ltd., Beijing 100044, China 苣 Corresponding author, E-mail: sunweiustb@outlook.com ABSTRACT    In view of the influence of the load contact conditions on Brazilian test results, the acoustic emission (AE) monitoring system was used to conduct a Brazilian test of hard and brittle low-porosity sandstone under linear/non-linear load contact conditions. The standard Brazilian discs with a diameter of 50 mm and a thickness of 25 mm were instrumented with a three-dimensional sensor array containing eight Nano30 sensors. All the discs were equipped with identical three-dimensional sensor arrays. At the same load rate, the  Brazilian  discs  were  quasi-statically  loaded  under  both  linear/non-linear  loads.  The  Richter  8  acquisition  system  continuously 收稿日期: 2019−08−12 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51774020）；国家重点研发计划专项资助项目（2017YFC0805300） 工程科学学报，第 42 卷，第 8 期：988−998，2020 年 8 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 8: 988−998, August 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.08.12.004; http://cje.ustb.edu.cn