Fracture Test of Rock-like Materials with Cracks and Analysis of Acoustic Emission Characteristics at Static-Quasi-Static Loading Rates

Jingyu GUO; Chengzhi PU; Guicheng HE; Yilong LI; Shaofeng YANG; Jiajun ZENG

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.06.096

Highlights

In subways，tunnels and other projects，the loading rate effect produced by short-time，high-strength excavation is one of the main factors of engineering disasters. With the widening of demand and the deepening of research，it is of great significance for the safety protection and stability evaluation of rock engineering to carry out studies on the mechanical effects of loading rate and the influence of crack dip angle related to time factors. In order to investigate the fracture law of fractured rock-like materials combined with loading rate and fracture dip angle，RMT-150B rock mechanics testing machine was used to perform static to quasi-static 4-level loading rate uniaxial compression of rock-like materials with 0.1 mm prefabricated cracks.Based on acoustic emission testing technology，the initiation strength law of rock-like materials with preset cracks and the dynamic frequency domain change characteristics of rock mass fractures under the combined action of loading rate and crack dip angle was analyzed. The main research results show that：Under the same loading rate，prefabricated cracks with different dip angles have different degrees of damage to the compressive strength of rock-like specimens，and the peak strength shows a trend of decreasing first and then increasing with the increase of the prefabricated crack dip angle，and the minimum angle is 45°. When the fracture inclination angle is the same，the peak strength of the fracture body increases with the increase of the loading rate. There is a critical loading rate in the quasi-static loading range，so that the loading rate strengthening effect is no longer significant，that is，the growth of the fissure body basically stagnate after reaching a certain value.This critical loading rate is around 2.0×10^-4s^-1.Acoustic emission activity begins to be apparently active after the end of the micro-crack closure phase in the specimen.A large number of micro-cracks initiate and penetrate each other to form macro-cracks.The AE energy rate is most active around the peak.Under the same loading rate，the cracking stress level of the fracture body increases with the increase of the inclination angle.When the crack inclination angle is the same，the cracking stress level of the fracture body increases with the increase of the loading rate.Under the condition of static loading，the cracking stress level of the fracture body with an inclination angle of 0° is roughly between 60 and 70 percent，that is，about two-thirds of the peak stress.With the increase of the inclination angle，the cracking stress level is also increase，the cracking stress level of the fractured body with a tilt angle of 90° under quasi-static loading conditions has exceeded 90%，and the cracking stress levels of the complete specimens within the static-quasi-static loading range have all exceeded 90%.

Cite this article

Jingyu GUO , Chengzhi PU , Guicheng HE , Yilong LI , Shaofeng YANG , Jiajun ZENG . Fracture Test of Rock-like Materials with Cracks and Analysis of Acoustic Emission Characteristics at Static-Quasi-Static Loading Rates[J]. Gold Science and Technology, 2020 , 28(6) : 877 -884 . DOI: 10.11872/j.issn.1005-2518.2020.06.096

中国地质调查局西部绿色发展研究院成立

2020年12月12~14日，中国地质调查局西安地质调查中心联合西部地区相关单位召开了西部绿色发展研究院成立暨西北地质科技创新与黄河中上游流域高质量发展2020年学术交流会，同期举行了“中国地质调查局西部绿色发展研究院”揭牌仪式。中国地质调查局副局长李朋德出席会议并对研究院下一步工作提出要求。

会上，西安地调中心副主任王洪亮宣读了西部绿色发展倡议：一是助推地质矿业活动全产业链绿色发展；二是持续加强水资源绿色开发利用，积极研发推广新型节水技术；三是建设西部生态修复绿色模式，开展典型地区生态修复示范；四是助力西部绿色生态产业发展，扩大地质成果应用；五是积极开展区域绿色经济发展研究，形成绿色产业研究智库；六是设立西部自然资源人才培养计划，为西部生态文明建设和绿色高质量发展培养中高层次人才。汤中立、张国伟、郝芳、王双明等院士专家，以及国家林草局西北调查规划设计院院长李谭宝、中国煤炭地质总局航测遥感局局长赖百炼、中国冶金地质总局西北局局长仇仲学、黄河上中游管理局副局长高健翎在倡议书上签名。

会议认为，站在“十三五”收官、“十四五”启航的重要历史时期，西安地调中心提出成立“西部绿色发展研究院”的倡议，顺应了国家社会发展趋势，符合我国西部高质量发展的紧迫需求，能更好地支撑自然资源调查和生态文明建设工作，促进地质调查事业转型升级；希望研究院以高质量发展为主题，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，着力深化重大资源环境问题研究，探索创新开放合作灵活高效的运行机制。同时，要以此为契机，打造“区域地质科技创新”的地质科研高地和支撑国家战略和地方社会经济发展与生态保护的地学典范。

会上，西安地调中心向新疆巴音郭楞蒙古自治州人民政府、山西省自然资源厅、甘肃省地矿局、新疆地矿局移交了一批地质调查成果，向中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司、陕西延长石油（集团）有限责任公司移交了鄂尔多斯及周缘沉积相图册。该中心还与新疆巴音郭楞蒙古自治州人民政府、陕西省地质调查院、陕西省渭南市自然资源和规划局签订了合作协议。

（来源:中国矿业报）

http://www.goldsci.ac.cn/article/2020/1005-2518/1005-2518-2020-28-6-877.shtml

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