单轴压缩条件下砂岩的声热效应特征研究
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ｕｎｄｅｒ ｕｎｉａｘｉａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
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摘要: 在单轴压缩条件下对鄂尔多斯盆地煤系地层中的中砂岩、细砂岩、粉砂岩进行声发射 （ＡＥ）和红外辐射测试，分析加载过程中应力、声发射能量、平均红外温度（ＡＩＲＴ）与时间演化特 征，研究不同颗粒砂岩在破裂过程中的声热效应特征。 结果表明：同种砂岩不同区域ＡＩＲＴ在压 密弹性阶段走势相同，在塑性及破坏阶段走势并不一致，总体呈波浪下降趋势，且砂岩中部的温 度均高于上部和下部；不同砂岩破坏时温度变化与能量积聚、耗散状态相关，表面整体ＡＩＲＴ变化 呈现波浪下降趋势；ＡＥ刚开始不明显，塑性阶段后期ＡＥ由相对平静状态进入突增状态，峰后仍 有大量ＡＥ现象；红外辐射的前兆要先于ＡＥ，中砂岩的红外预警时间平均比ＡＥ提前２０*５３３ｓ， 细砂岩提前６*５１６ｓ，粉砂岩提前６*４ｓ，ＡＥ敏感性要高于红外辐射；砂岩的声热效应与颗粒大小 密切相关，颗粒越大，声热效应越明显，依次为中砂岩、细砂岩、粉砂岩。Abstract: Ａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎ ｍｅｄｉｕｍ ｓａｎｄ⁃ ｓｔｏｎｅ，ｆｉｎｅｓａｎｄｓｔｏｎｅａｎｄｓｉｌｔｓｔｏｎｅｉｎｔｈｅｃｏａｌｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｔｈｅＯｒｄｏｓＢａｓｉｎｕｎｄｅｒｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ， ｔｈｅｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｅｎｅｒｇｙａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ＡＩＲＴ）ｖｅｒｓｕｓｔｉｍｅｅｖｏ⁃ ｌｕｔｉｏｎｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃａｎｄｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｅｃｔｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒａｎｕｌａｒｓａｎｄｓｔｏｎｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｒｕｐｔｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ*ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＡＩＲＴｉｎｔｈｅｄｉｆ⁃ ｆｅｒｅｎｔａｒｅａｓｏｆｔｈｅｓａｍｅｓａｎｄｓｔｏｎｅｈａｓｔｈｅｓａｍｅｔｒｅｎｄｉｎｔｈｅｃｏｍｐａｃｔｉｏｎａｎｄｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｐｈａｓｅ，ｂｕｔｔｈｅ ｔｅｎｄｅｎｃｙｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｉｔｙａｎｄｄａｍａｇｅｓｔａｇｅｓ*Ｉｔｇｅｎｅｒａｌｌｙｓｈｏｗｓａｗａｖｅｄｏｗｎｗａｒｄｔｒｅｎｄ；ａｎｄ ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｐａｒｔｓ*Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅｓ ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｎｄｓｔｏｎｅｓａｒｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｅｎｅｒｇｙａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｔｒｅｎｄｏｆＡＩＲＴｏｎｔｈｅｓａｎｄｓｔｏｎｅｓｕｒｆａｃｅｓｈｏｗｓａｗａｖｅｄｏｗｎｗａｒｄｔｒｅｎｄ，ａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎ（ＡＥ）ｉｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓａｔｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ，ｂｕｔｉｔｒａｉｓｅｒａｐｉｄｌｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｌａｔｅｒｓｔａｇｅｏｆｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ，ｔｈｅｒｅａｒｅｓｔｉｌｌａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆＡＥｅ⁃ ｖｅｎｔｓａｆｔｅｒｔｈｅｐｅａｋ；ｔｈｅｐｒｅｃｕｒｓｏｒｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｐｒｉｏｒｉｔｙｔｏｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｗａｒｎｉｎｇ，ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅｉｎｆｒａｒｅｄｗａｒｎｉｎｇｔｉｍｅｏｆｍｉｄｄｌｅｓａｎｄｓｔｏｎｅｉｓ２０*５３３ｓ，ｆｉｎｅｓａｎｄｓｔｏｎｅｉｓ６*５１６ｓａｈｅａｄ，ａｎｄ ｓｉｌｔｓｔｏｎｅｉｓ６*４ｓ，ｂｕｔｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａ⁃ ｔｉｏｎ*Ｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃａｎｄｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ，ｔｈｅｌａｒｇｅｒ ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｔｈｅｍｏｒｅｐｒｏｎｏｕｎｃｅｄｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｅｃｔｓ*Ｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｅｃｔｉｓｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｍｅｄｉｕｍｓａｎｄｓｔｏｎｅ，ｆｉｎｅｓａｎｄｓｔｏｎｅａｎｄｓｉｌｔｓｔｏｎｅ*
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