巖石破壞前兆研究的國內(nèi)外文獻綜述1.1巖石破壞前兆研究進展國內(nèi)外學者基于巖石破裂失穩(wěn)過程所產(chǎn)生的不同聲發(fā)射信號特征，對巖石破裂失穩(wěn)前兆特征進行了大量研究，并取得了一定的研究成果。Chmel等[10]對花崗巖樣本進行了一系列壓縮荷載下動態(tài)失穩(wěn)破壞過程的聲發(fā)射參數(shù)特征的實驗，這對于處于不平衡狀態(tài)下聲發(fā)射事件間的相互關系的評估起著至關重要的作用。在雙軸壓縮實驗的基礎上，Baddari等[11]對大型巖石樣本采用電磁輻射和聲發(fā)射的方法對其破壞過程進行研究，其實驗結果給巖石動態(tài)失穩(wěn)破壞研究開拓了新的研究思路。Thompson等[12]對花崗巖樣本開展了三軸壓縮實驗，通過聲發(fā)射實驗的結果，為裂隙破裂演化成核提供了新研究方法。至關重要的是，根據(jù)其結論，得出完整的巖石的破裂成核和黏著滑動測試的動態(tài)失穩(wěn)破裂成核之間具有很強的相關性。張暉輝等[13]對片麻巖開展三軸循環(huán)荷載試驗，試圖解釋破壞前兆，通過聲發(fā)射記錄對巖石宏觀破壞的前兆現(xiàn)象（能量加速釋放及加卸載響應比劇增）進行了研究,為地震預測提供了實驗依據(jù)。馬勝利等[14]在對不同斷層類型破壞的聲發(fā)射特征進行了研究，結果發(fā)現(xiàn)對于非連續(xù)斷層臨界滑動失穩(wěn)前，聲發(fā)射活動出現(xiàn)了明顯的平靜現(xiàn)象?，F(xiàn)有的研究多集中在探討單一應力路徑下巖石應力、應變和聲發(fā)射參數(shù)的關系，比如受拉、受壓和剪切。劉希靈等[15]進行了巴西劈裂和單軸壓縮荷載下灰?guī)r的聲發(fā)射試驗，探索討論了各種加載方式對巖石破裂聲發(fā)射b值特征及b值計算的影響，得出了當樣本數(shù)量較多、采用用累積計算而不是分段計算來計算b值時，擬合度高，當加載速率提高，b值的誤差相應增大；對于不同加載方式，聲發(fā)射b值以及波動性也有所區(qū)別，波動范圍取決于巖石失穩(wěn)破壞突發(fā)性，突發(fā)性越弱，b值越高，波動越小。趙建軍等[16]對英安巖巖樣開展單軸、常規(guī)三軸加荷和三軸卸荷試驗，探討了不同應力路徑下英安巖變形破壞過程的聲發(fā)射b值特征差異以及b值前兆規(guī)律。結果表明：單軸與常規(guī)三軸加荷條件下聲發(fā)射b值變化規(guī)律相似，三軸卸荷條件下的b值與三軸加荷條件下的b值具有較大的差異性；常規(guī)加荷試驗中，圍壓對聲發(fā)射b值特征影響較大，卸荷試驗中，圍壓對聲發(fā)射b值特征影響較小；巖樣破壞瞬間，b值從極大值快速下降，此時聲發(fā)射b值可以作為破壞前兆。王春來等[17]對不同種類硬巖開展了單軸壓縮聲發(fā)射實驗，分析了硬巖在失穩(wěn)破壞過程中聲發(fā)射b值演化的特性。結果表明：在接近峰值應力時，聲發(fā)射活動中高幅值采樣點比率增加，所有巖樣的聲發(fā)射b值均開始下降；強度越高、脆性系數(shù)越大的巖石，聲發(fā)射能量率量級也越大，發(fā)生破壞時，b值下降幅度越大；聲發(fā)射b值的變化是反映巖石破裂失穩(wěn)過程中內(nèi)部裂紋的擴展較好的特征。龔囪等[18]對紅砂巖進行分級加卸載條件下的短時蠕變試驗，研究了紅砂巖在減速蠕變、等速蠕變、加速蠕變過程中聲發(fā)射b值的特征變化。結果表明：在減速蠕變和等速蠕變階段中，聲發(fā)射b值隨蠕變時間增大而增大，巖樣內(nèi)部微破裂以小尺度為主。聲發(fā)射b值保持相對穩(wěn)定，預示巖石樣本內(nèi)部微裂紋在穩(wěn)定擴展；聲發(fā)射b值突然降低，巖樣內(nèi)部微破裂突發(fā)式拓展增多。加速蠕變階段，聲發(fā)射b值先減小后增大再減小的特征，巖樣內(nèi)部處于大尺度破壞之中，微小裂紋開始匯集貫通，從而導致破壞產(chǎn)生。徐世達等[19]對花崗巖進行雙軸加載條件下實驗，分析了巖石破裂過程中聲發(fā)射b值的變化特征。實驗表明，在雙軸加載條件下，聲發(fā)射b值變化規(guī)律與單軸加載條件下聲發(fā)射b值變化規(guī)律相似。與單軸實驗軸向峰值應力相比，側(cè)應力在較低應力狀態(tài)下即產(chǎn)生大量的小尺度破裂，隨著側(cè)應力的增大，b值峰值向低應力方向移動速率加快，巖樣進入裂紋不穩(wěn)定擴展階段更早。葛振龍等[20]對花崗巖進行冷熱循環(huán)處理后進行單軸壓縮聲發(fā)射試驗，分析了不同溫度對聲發(fā)射b值變化的影響。結果表明：高溫主要影響巖石內(nèi)部礦物成分的變化并導致巖石產(chǎn)生熱損傷，從而影響b值的變化。溫度對巖石聲發(fā)射b值影響較大，在一定溫度范圍內(nèi)，聲發(fā)射b值緩慢上升，當溫度突破閾值，聲發(fā)射b值驟降。1.2存在問題盡管在巖石受力破壞過程的研究中，針對于聲發(fā)射特性方面?國內(nèi)外一些學者進行過廣泛的室內(nèi)試驗研究?包括巖石的受壓、張拉、剪切、斷裂試驗條件下的聲發(fā)射參數(shù)特征研究等?且主要是研究巖石峰值強度前的應力、應變跟聲發(fā)射部分的參數(shù)之關系方面。巖石破壞的過程會釋放豐富的信息數(shù)據(jù)，但是對于考慮單軸壓縮聲發(fā)射全部參數(shù)特性的研究?特別是對巖石受力變形過程的聲發(fā)射參數(shù)與時間之間的特征關系則較少，研究與時間的關系達到什么樣一個程度巖石就會破壞?也就是對其破壞的前兆特征是什么研究較少。如何全面的挖掘單軸壓縮聲發(fā)射的參數(shù)數(shù)據(jù)特征，通過隱含的特定映射關系，對巖石聲發(fā)射現(xiàn)場進行檢測、對巖石穩(wěn)定性進行評價、對巖石破壞時間進行預測，時間作為監(jiān)測預報的一個基本變量?始終是難以回避的問題。參考文獻邵陸航,康志強,辛東夫,張晨,姚旭龍.深部片麻巖破壞全過程聲發(fā)射時頻域信號特征及前兆預警研究[J].河南理工大學學報(自然科學版),2021,40(02):15-21.沈忠.巖石聲發(fā)射及分形特征試驗研究[D].成都理工大學，2017.徐婕，徐寧，蔣景東.基于聲發(fā)射監(jiān)測的不同加卸荷路徑下砂巖破壞前兆信息研究[J].水利與建筑工程學報，2021，19(01)：170-175+230.基于聲發(fā)射實驗巖石破壞前兆特征研究[J].張省軍，劉建坡，石長巖，李元輝，趙興東，楊宇江.金屬礦山.2008(08)混凝土材料聲發(fā)射性能研究與應用[M].煤炭工業(yè)出版社，紀洪廣著，2004徐婕,徐寧,蔣景東.基于聲發(fā)射監(jiān)測的不同加卸荷路徑下砂巖破壞前兆信息研究[J].水利與建筑工程學報,2021,19(01):170-175+230.時間序列分析[M].中國統(tǒng)計出版社，王振龍主編，2000Astudyofacousticphenomenaintensiletest.KaiserE.J.TechnischeHochschuleMunchen.1950姚江凱，劉家豪.基于地震屬性的機器學習在構造識別中的應用[J].煤炭與化工，2020，43(12)：67-71.韓振華，郭浩雨，李宇，張玲，馮秀芳.改進雙向LSTM的地震震相拾取算法[J/OL].太原理工大學學報：1-13[2021-04-20]宿君，王未來，張龍，陳明飛.基于機器學習算法的銀川臺陣資料自動化震相分析和定位[J].地震，2021，41(01)：153-165.秦四清.巖石聲發(fā)射技術概論[M].成都：西南交通大學出版社，1993:1-158.張暉輝,顏玉定,余懷忠,尹祥礎.循環(huán)載荷下大試件巖石破壞聲發(fā)射實驗——巖石破壞前兆的研究[J].巖石力學與工程學報,2004(21):3621-3628馬勝利,蔣海昆,扈小燕,巴晶.基于聲發(fā)射實驗結果討論大震前地震活動平靜現(xiàn)象的機制[J].地震地質(zhì),2004(03):426-435.劉希靈，劉周，李夕兵，等.單軸壓縮與劈裂荷載下灰?guī)r聲發(fā)射b值特性研究[J].巖石力學，2019(S1):267-274.趙建軍,樊奇,李鵬飛,李蘇申,汪果,解明禮.不同應力路徑下英安巖聲發(fā)射b值特征及破壞前兆[J].工程地質(zhì)學報,2019,27(03):487-496.DOI:10.13544/ki.jeg.2018-242王春來,石峰.不同硬巖破裂失穩(wěn)聲發(fā)射及b值動態(tài)特征實驗研究[J].中國礦業(yè),2018,27(07):130-134+156.龔囪,李長洪,趙奎.紅砂巖短時蠕變聲發(fā)射b值特征[J].煤炭學報,2015,40(S1):85-92.DOI:10.13225/ki.jccs.2014.0253徐世達,李元輝,劉建坡,杜萬.雙軸加載下花崗巖破裂過程聲發(fā)射b值特征研究[J].中國礦業(yè),2019,28(12):100-103.葛振龍.高溫后巖石聲發(fā)射b值特征研究[D].中國礦業(yè)大學,2019.吳賢振,劉祥鑫,梁正召,游勛,余敏.不同巖石破裂全過程的聲發(fā)射序列分形特征試驗研究[J].巖土力學,2012,33(12):3561-3569.DOI:10.16285/j.rsm.2012.12.015嚴偉洋,趙其華,韓剛.常規(guī)三軸壓縮下斜長花崗巖聲發(fā)射分維特征分析[J].水利與建筑工程學報,2018,16(01):140-144+173.章光,趙順利,李墨瀟,岳曉光.巖石單軸壓縮試驗的應力應變分形特征研究[J].中國科技論文,2015,10(09):1038-1042.姜曦.巖石聲發(fā)射時間序列分析[D].東北大學,2009.李元輝,劉建坡,趙興東,楊宇江.巖石破裂過程中的聲發(fā)射b值及分形特征研究[J].巖土力學,2009,30(09):2559-2563+2574.DOI:10.16285/j.rsm.2