1、在巖土工程建設(shè)中，經(jīng)常遇到顆粒大小不同的巖石，而粒度不同的巖石，其峰值強(qiáng)度，抗壓及抗變形能力等有很大的差異。因此研究粒度對(duì)巖石力學(xué)及聲發(fā)射特性的影響對(duì)巖土工程有著非常重要的意義。本文通過收集不同粒度砂巖在單軸壓縮破壞過程中的力學(xué)及聲發(fā)射數(shù)據(jù)，并以時(shí)間為參考變量，得到力學(xué)與聲發(fā)射參數(shù)之間的耦合關(guān)系，以研究粒度對(duì)砂巖在單軸壓縮破壞過程的影響規(guī)律，并以此進(jìn)一步揭示巖石破壞的微觀機(jī)制；基于分形理論，對(duì)比研究砂巖變形破壞過程中分維值的變化規(guī)律，分

2、析砂巖變形破壞過程中的損傷演化過程，并為巖石失穩(wěn)破壞找到合理的前兆判據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　?、俑鶕?jù)砂巖的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，可以將砂巖的破壞過程分為四個(gè)階段：壓密階段、彈性階段、屈服階段和破壞階段。粒度越大，砂巖的彈性階段持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，巖石內(nèi)部集聚的彈性勢(shì)能也越多，越容易發(fā)生巖石破壞現(xiàn)象。粒度對(duì)砂巖的宏觀破壞形式影響不大，均為單斜面剪切破壞。但是隨著粒度的增大，破裂面上的滑痕顯現(xiàn)出明顯的滑移方向，表明粒度越大，破裂面之間的接

3、觸力也越大，越表現(xiàn)出塑性滑移特征。粒度對(duì)砂巖的力學(xué)特性影響非常明顯，粒度越大，砂巖的抗壓強(qiáng)度和彈性模量都越大，而彈性應(yīng)變呈下降趨勢(shì)。這表明，相同條件下，粒度增大，能夠增大砂巖的抗壓強(qiáng)度、抗變形能力。
　?、趩屋S壓縮條件下，砂巖的聲發(fā)射可以明顯的分成三個(gè)階段：初始?jí)好芷?、平靜期和爆發(fā)期。粒度對(duì)初始?jí)好芷诤推届o期的影響不大，但是對(duì)爆發(fā)期的影響非常大，粒度越大，砂巖在爆發(fā)期的聲發(fā)射活動(dòng)越劇烈，破壞越大。通過砂巖的累計(jì)振鈴計(jì)數(shù)曲線，可以發(fā)

4、現(xiàn)砂巖裂紋擴(kuò)展的應(yīng)力門檻值—損傷強(qiáng)度?cd約為峰值強(qiáng)度87％。砂巖在單軸壓縮破壞過程是張剪混合裂紋，但主要以剪切破壞為主，僅在破壞階段產(chǎn)生了少量張拉破壞。并且對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，隨著粒度的增大，砂巖在爆發(fā)期的高聲發(fā)射RA值明顯增多，且峰值也越大，這說明粒度越大，砂巖在破壞中越容易產(chǎn)生張拉破壞。三種粒度條件下，聲發(fā)射RA值都在巖石發(fā)生主破裂前有一個(gè)突然的增大，并達(dá)到峰值，此后巖石發(fā)生宏觀破裂，可以看出聲發(fā)射RA值的突然增大預(yù)示著破壞即將產(chǎn)生，因

5、此可以將聲發(fā)射RA值的陡增作為砂巖破壞的前兆信息。
　?、凵皫r聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)在時(shí)域上具有自相似特征，具有分形特征，其分形特征演化模式為：上升-突降。砂巖內(nèi)部在加載初期，形成大量小的剪切裂紋，這些裂紋在初期無(wú)序發(fā)展，此時(shí)分形維數(shù)逐漸上升，并達(dá)到峰值，隨著裂紋的擴(kuò)展，裂紋之間相互融合貫通，形成破裂面，此時(shí)分形維數(shù)發(fā)生突降，說明，巖石內(nèi)部裂紋開始沿著破裂面有序發(fā)展，直至產(chǎn)生宏觀裂紋，預(yù)示著巖石即將發(fā)生破壞，因此，可以將分形維數(shù)的首次突降