验也存在类似于地震事件的现象：在岩石试件宏观破裂前产生一定数量的声发射事件，岩石试件形 成宏观破裂时产生大量密集声发射事件，岩石试样发生宏观破裂后依然会有相当数量的声发射事件。 表2三种岩石宏观破裂阶段黑积计数线性拟合一次项系数 Table 2 The linear fitting first order coefficients of cumulative counts during macroscopic fracture stages of three rock samples Granite Marble Red sandstone Coefficient of 149.45 104797 20254 first order term 2.2声发射信号的频率特征 信号中心频率是声发射信号能谱图对应的质心频率，声发射事件的高频成众占比较高时中心频 率较高，反之中心频率较低，中心频率能表示声发射事件的频率成分分布糢征对)岩石这种多晶 体、各向异性材料来说，其破裂模式与矿物颗粒的组成以及矿物晶体的性质密彻相关，结构体（层理、 夹层、弱面等)和矿物颗粒之间的耦合（胶结物、填充物或空隙）决定了岩运观破裂的形态，而晶体的 性质决定了岩石内部微裂纹发展的方式。不同类型的破裂就会产生不同特征的声发射信号，而频率 则是表征弹性波震源特性的一个重要参数。对于岩石声发射而言、不同类型的震源产生不同尺度的 破裂，不同尺度的破裂则产生不同频率的信号。声发射信号频率破裂穴度的关系在众多研究中都 有提及42”，结果都表明岩石在不同加载阶段声发射信号频率有明显的变化，这与不同加载阶段的 破裂尺度有很大的关系，信号频率的变化特征甚至可以作为判断宏观破坏发生的前兆信息。 图4显示了三种岩石声发射信号中心频率随膨胀剂作用时间的变化特征，整体上来看，在加载 后期出现较多中心频率较低的声发射信号，这说明载合期大尺度破裂增加，但由于岩样是沿着预 定面破裂，这种频率降低的变化并不明显。为了进一显示各岩样不同频率成分的显著性，我们绘 制了如图5所示的各频段声发射信号的分布图。从图5可以看出，花岗岩中心频率主要分布在100 300kHz,大理岩中心频率主要分布在200-400Az,红砂岩中心频率主要分布在200-500kHz。因此， 花岗岩较低频率事件占比较多，大理岩较高频率事件占比较多，红砂岩高频的事件占比最多。此外， 花岗岩、大理岩和红砂岩300-500kHz频段的事件占比分别在20%，30%和60%左右，红砂岩高频事 件占比最高，大理岩次之，花岗岩高频事件占比最低。这种现象出现的原因在于：如图6所示， 花岗岩内部矿物颗粒较大，不同达小的矿物颗粒胶结复杂，大尺度的矿物颗粒交界面破裂就会产生 低频率的信号：而大理岩砂物颗粒较小且均一，这会产生较多小尺度破裂，高频信号占比会增加： 进一步，红砂岩矿物颗粒在种岩石试样中最小、最均匀，因此高频信号占比也最多。 1H0 (c) 20 r03N10om511e0w3m10m79w1100 Time's 图4三种岩石中心频率的时域分布散点图：(a)花岗岩：(b)大理岩：（©）红砂岩 Fig.4 Scatter diagram of centroid frequency in time domain of three rock samples:(a)Granite:(b)Marble:(c)Red sandstone验也存在类似于地震事件的现象：在岩石试件宏观破裂前产生一定数量的声发射事件，岩石试件形 成宏观破裂时产生大量密集声发射事件，岩石试样发生宏观破裂后依然会有相当数量的声发射事件。 表 2 三种岩石宏观破裂阶段累积计数线性拟合一次项系数 Table 2 The linear fitting first order coefficients of cumulative counts during macroscopic fracture stages of three rock samples Granite Marble Red sandstone Coefficient of first order term 149.45 104797 20254 2.2 声发射信号的频率特征 信号中心频率是声发射信号能谱图对应的质心频率，声发射事件的高频成分占比较高时中心频 率较高，反之中心频率较低，中心频率能表示声发射事件的频率成分分布特征。对于岩石这种多晶 体、各向异性材料来说，其破裂模式与矿物颗粒的组成以及矿物晶体的性质密切相关，结构体(层理、 夹层、弱面等)和矿物颗粒之间的耦合(胶结物、填充物或空隙)决定了岩石宏观破裂的形态，而晶体的 性质决定了岩石内部微裂纹发展的方式。不同类型的破裂就会产生不同特征的声发射信号，而频率 则是表征弹性波震源特性的一个重要参数。对于岩石声发射而言，不同类型的震源产生不同尺度的 破裂，不同尺度的破裂则产生不同频率的信号。声发射信号频率与破裂尺度的关系在众多研究中都 有提及[24-27]，结果都表明岩石在不同加载阶段声发射信号频率有明显的变化，这与不同加载阶段的 破裂尺度有很大的关系，信号频率的变化特征甚至可以作为判断宏观破坏发生的前兆信息。 图 4 显示了三种岩石声发射信号中心频率随膨胀剂作用时间的变化特征，整体上来看，在加载 后期出现较多中心频率较低的声发射信号，这说明加载后期大尺度破裂增加，但由于岩样是沿着预 定面破裂，这种频率降低的变化并不明显。为了进一步显示各岩样不同频率成分的显著性，我们绘 制了如图 5 所示的各频段声发射信号的分布图。从图 5 可以看出，花岗岩中心频率主要分布在 100- 300 kHz，大理岩中心频率主要分布在 200-400 kHz，红砂岩中心频率主要分布在 200-500 kHz。因此， 花岗岩较低频率事件占比较多，大理岩较高频率事件占比较多，红砂岩高频的事件占比最多。 此外， 花岗岩、大理岩和红砂岩 300-500 kHz 频段的事件占比分别在 20%，30%和 60%左右，红砂岩高频事 件占比最高，大理岩次之，花岗岩高频事件占比最低。这种现象出现的原因在于：如图 6 所示[28]， 花岗岩内部矿物颗粒较大，不同大小的矿物颗粒胶结复杂，大尺度的矿物颗粒交界面破裂就会产生 低频率的信号；而大理岩矿物颗粒较小且均一，这会产生较多小尺度破裂，高频信号占比会增加； 进一步，红砂岩矿物颗粒在三种岩石试样中最小、最均匀，因此高频信号占比也最多。 图 4 三种岩石中心频率的时域分布散点图: (a) 花岗岩；(b) 大理岩；(c) 红砂岩 Fig.4 Scatter diagram of centroid frequency in time domain of three rock samples: (a) Granite；(b) Marble；(c) Red sandstone 录用稿件，非最终出版稿