《工程科学学报》录用稿，htps:/doi.org/10.13374/i,issn2095-9389.2021.01.16.005©北京科技大学2020 工程科学学报DO: 张拉作用下岩石破裂的声发射特性及P波初动极 性研究 刘希灵☒，刘清林)，杜坤)，李夕兵”，谢秦) 1)中南大学资源与安全工程学院，长沙400083 ☒通信作者，E-mail:Ixlenglish@163.com 版稿 摘要为深入探讨岩石在张拉作用下破裂的声发射特性，设计了一种膨胀剂史张破裂的声发射实验，详细分析了花 岗岩、大理岩和红砂岩声发射信号的特征参数及P波初动极性。实验结果表明：声发射信号的累积计数和能量在三种 岩石试样宏观开裂时均呈指数增长：花岗岩、大理岩和红纱岩试样有发射信号的中心频率分别主要集中在100-300 kHz、200-400kHz、200-500kHz之间：花岗岩低频率事件最多， 理岩高频率事件占比较多，而红砂岩高频事 件占比最多，三种岩样膨胀力荷载后期低中心频率声发射信增，说明大尺度破裂增加：三种岩样声发射信号的 RA主要集中在0-1.9之间，大理岩和红砂岩AF值史要集中在50-100kHz之间，花岗岩AF值主要集中在200- 25OkHz之间，RA-AF的分布特性表明，实验中岩样要以张拉破坏为主：通过P波初动极性分析法，获得各岩样 声发射信号的初动极性，结果显示，花岗岩、大理岩和红砂岩分别有77.82%、79.5%和87.42%的T型破裂源，花岗岩、 大理岩几乎不产生S-型破裂源，而红砂岩因为天然节理裂隙较多，有9.93%的S-型破裂源。RA-AF分布分析和p波 初动极性分析都是统计分析法，可以定性描述岩石破裂类型。 关键词膨胀剂：声发射：中心频率 RA近分布：P波初动 分类号TD315 Research on acoustic emission features and P-wave first motion polarity of tensile fractures in rock LIU Xi-ling回，LIU Qing-lin,DU Kun,L1Xi-bing”,XIE Qin' 1)School of Resources and Safety Engineering,Central South University,Changsha,400083,China Corresponding author,E-mail:Ixlenglish@163.com ABSTRACT In order to investigate the Acoustic Emission (AE)characteristics of tensile fracture in rock,an AE experiment of granite,marble and red sandstone which using expanding agent for fracture generation was designed.The characteristic parameters of AE signals and the P-wave first motion polarity were analyzed in detail.The results show that the cumulative count and energy of AE signal increase exponentially when macroscopic failure occurs in all three kinds of rock samples.The工程科学学报 DOI: 张拉作用下岩石破裂的声发射特性及 P 波初动极 性研究 刘希灵 1) ，刘清林 1)，杜坤 1)，李夕兵 1)，谢秦 1) 1) 中南大学资源与安全工程学院，长沙 400083  通信作者，E-mail: lxlenglish@163.com 摘 要 为深入探讨岩石在张拉作用下破裂的声发射特性，设计了一种膨胀剂扩张破裂的声发射实验，详细分析了花 岗岩、大理岩和红砂岩声发射信号的特征参数及 P 波初动极性。实验结果表明：声发射信号的累积计数和能量在三种 岩石试样宏观开裂时均呈指数增长；花岗岩、大理岩和红纱岩试样声发射信号的中心频率分别主要集中在 100-300 kHz、200-400 kHz、200-500 kHz 之间；花岗岩低频率事件占比最多，大理岩高频率事件占比较多，而红砂岩高频事 件占比最多， 三种岩样膨胀力荷载后期低中心频率声发射信号增多，说明大尺度破裂增加；三种岩样声发射信号的 RA 主要集中在 0-1.9 之间，大理岩和红砂岩 AF 值主要集中在 50-100kHz 之间，花岗岩 AF 值主要集中在 200- 250kHz 之间，RA-AF 的分布特性表明，实验中岩样主要以张拉破坏为主；通过 P 波初动极性分析法，获得各岩样 声发射信号的初动极性，结果显示，花岗岩、大理岩和红砂岩分别有 77.82%、79.5%和 87.42%的 T-型破裂源，花岗岩、 大理岩几乎不产生 S-型破裂源，而红砂岩因为天然节理裂隙较多，有 9.93%的 S-型破裂源。RA-AF 分布分析和 p 波 初动极性分析都是统计分析法，可以定性描述岩石破裂类型。 关键词 膨胀剂；声发射；中心频率；RA-AF 分布；P 波初动 分类号 TD315 Research on acoustic emission features and P-wave first motion polarity of tensile fractures in rock LIU Xi-ling1) , LIU Qing-lin1) , DU Kun1) , LI Xi-bing 1) , XIE Qin1) 1) School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha, 400083, China  Corresponding author, E-mail: lxlenglish@163.com ABSTRACT In order to investigate the Acoustic Emission (AE) characteristics of tensile fracture in rock, an AE experiment of granite, marble and red sandstone which using expanding agent for fracture generation was designed. The characteristic parameters of AE signals and the P-wave first motion polarity were analyzed in detail. The results show that the cumulative count and energy of AE signal increase exponentially when macroscopic failure occurs in all three kinds of rock samples. The 《工程科学学报》录用稿，https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.01.16.005 ©北京科技大学 2020 录用稿件，非最终出版稿