1428 工程科学学报.第41卷，第11期 700(a·销幸 600T()·深幸 1.0 600 相应能品 500 一一一应能量 08 500 400 400 0.6 3 300 300 04 200 200 学a 100 0.2 0 0 10 20 30 40 0 5 10152025303540 0 时间s 时间/s 800 (c) 800 (d) 700 16 700 600 5 600 2 500 20 500 0 40 6 10 300 200 4 200 2 100 100 0 0 10 2030 0 0 50 10 1520 25 30 时间s 时间s 图6两种岩石的峰值频率随加载时间的变化.()花岗岩；(b)大理岩，(c)花岗岩峰值频率随时间变化的密度云图：(d)大理岩峰值频率随时间变 化的密度云图 Fig.6 Temporal peak frequency distribution under different splitting loads:(a)granite and(b)marble;(c)peak frequency versus time data density maps in granite;(d)peak frequency versus time data density maps in marble 表4巴西劈裂荷载下岩石声发射峰值颜率分布 Table 4 Distribution percentages of AE peak frequency for four rock types in the Brazilian split test 蜂值频率占比% 试样编号 <100 kHz 100~199kHz 200~299kHz 300~399kHz ≥400kHz G1 5.92 29.33 6.84 8.04 49.86 G2 4.85 14.15 4.18 6.24 70.58 G3 435 19.92 7.83 8.41 59.50 平均值 5.04 21.13 6.28 7.56 59.98 MI 7.19 26.87 11.35 3.56 51.03 M2 15.64 32.21 0.88 1.75 49.52 M3 6.97 20.40 0.01 2.40 60.21 平均值 9.93 26.49 7.41 2.57 53.58 而从声发射比率的曲线走向可知，花岗岩的声发 要源于矿物颗粒之间的滑移，产生大量较低频的 射比率先增后减，即在加载后期，较低频的声发射 信号，而在弹塑性以及最后的破坏阶段，各岩石产 信号要比高频信号增加明显，说明在加载后期不 生的声发射信号主要源于新裂纹的萌生与扩展， 仅产生大量的小尺度裂纹，大尺度裂纹增加幅度 而由于内部结构的差异性，花岗岩产生的新裂纹 更显著，但对于大理岩而言，其声发射比率持续增 虽然以小尺度裂纹为主，但临界破坏时大尺度裂 加，即高频信号比较低频信号增加更显著，说明大 纹相对增加更显著，而大理岩产生的新裂纹却以 理岩在加载过程中主要产生小尺度裂纹.而且从 小尺度裂纹为主，但大尺度裂纹相对增加并不显 上述的结果可以总结出，在巴西劈裂加载条件下， 著.如果从更微观的层面分析这些破裂特性，则需 两种岩石在压密阶段产生的声发射信号的来源主 借助电镜对断裂面进行扫描而从声发射比率的曲线走向可知，花岗岩的声发 射比率先增后减，即在加载后期，较低频的声发射 信号要比高频信号增加明显，说明在加载后期不 仅产生大量的小尺度裂纹，大尺度裂纹增加幅度 更显著，但对于大理岩而言，其声发射比率持续增 加，即高频信号比较低频信号增加更显著，说明大 理岩在加载过程中主要产生小尺度裂纹. 而且从 上述的结果可以总结出，在巴西劈裂加载条件下， 两种岩石在压密阶段产生的声发射信号的来源主 要源于矿物颗粒之间的滑移，产生大量较低频的 信号，而在弹塑性以及最后的破坏阶段，各岩石产 生的声发射信号主要源于新裂纹的萌生与扩展， 而由于内部结构的差异性，花岗岩产生的新裂纹 虽然以小尺度裂纹为主，但临界破坏时大尺度裂 纹相对增加更显著，而大理岩产生的新裂纹却以 小尺度裂纹为主，但大尺度裂纹相对增加并不显 著. 如果从更微观的层面分析这些破裂特性，则需 借助电镜对断裂面进行扫描. 表 4 巴西劈裂荷载下岩石声发射峰值频率分布 Table 4 Distribution percentages of AE peak frequency for four rock types in the Brazilian split test 试样编号 峰值频率占比/% <100 kHz 100～199 kHz 200～299 kHz 300～399 kHz ≥400 kHz G1 5.92 29.33 6.84 8.04 49.86 G2 4.85 14.15 4.18 6.24 70.58 G3 4.35 19.92 7.83 8.41 59.50 平均值 5.04 21.13 6.28 7.56 59.98 M1 7.19 26.87 11.35 3.56 51.03 M2 15.64 32.21 0.88 1.75 49.52 M3 6.97 20.40 0.01 2.40 60.21 平均值 9.93 26.49 7.41 2.57 53.58 700 500 600 (a) 400 300 200 100 0 1.0 0.6 0.8 0.4 0.2 0 7 4 6 5 3 2 1 0 0 10 40 20 30 50 60 时间/s 峰值频率 应力水平 相应能量 峰值频率/kHz 应力水平 相对能量/10 4 600 500 (b) 400 300 200 100 0 1.0 0.6 0.8 0.4 0.2 0 5 4 3 2 1 0 0 40 5 10 30 15 20 25 35 时间/s 峰值频率 应力水平 相应能量 峰值频率/kHz 应力水平 相对能量/10 3 800 700 500 600 (c) 400 300 200 100 0 0 40 10 50 20 30 时间/s 峰值频率/kHz 30 25 20 15 10 5 0 信号分布数 800 700 500 600 (d) 400 300 200 100 0 0 20 5 15 25 30 10 时间/s 峰值频率/kHz 16 14 12 10 6 2 8 4 0 信号分布数 图 6    两种岩石的峰值频率随加载时间的变化. （a）花岗岩; （b）大理岩; （c）花岗岩峰值频率随时间变化的密度云图; （d）大理岩峰值频率随时间变 化的密度云图 Fig.6    Temporal peak frequency distribution under different splitting loads: (a) granite and (b) marble; (c) peak frequency versus time data density maps in granite; (d) peak frequency versus time data density maps in marble · 1428 · 工程科学学报，第 41 卷，第 11 期