Acoustic Emission Characteristics and Damage Evolution of Green Sandstone Under External Loads
Received date: 2022-10-12
Revised date: 2023-02-15
Online published: 2023-07-20
As a micro-unit combination of geotechnical engineering， rock will be accompanied by complex AE signals and damage evolution characteristics during the loading process.In order to analyze the AE characteristics and damage evolution law of green sandstone under external load， a two-dimensional damage cell model of green sandstone was established based on acoustic emission，according to the self-organization， clustering behavior and power law distribution characteristics of rock damage evolution，combined with the structural characteristics of sandstone， fractal theory and Weibull distribution function.The results show that： The linear mutation of the axial stress curve of green sandstone sample in the plastic deformation stage at the late loading stage is the final result of the failure of the sample， and the failure value is 48.5 MPa. At this stage， large cracks are formed due to the combination of microcracks，resulting in the absence of event rate.This phenomenon is the precursor feature of the failure of the sample，and the main failure modes are single-bevel shear failure and double-bevel shear failure.The forming crack is shear crack.The three stages of loading damage of the sample are similar to the characteristics of AE signals.In the damage initiation stage， due to the internal microdefects of the sample affected by mine production， damage evolution will be formed at this stage， but the interval damage value is 0.41， which is lower than the unstable damage value of the established cellular model（0.43）.No failure or instability failure occurs until the damage deformation stage.When the damage value increases to 0.599 （greater than 0.43）， instability failure occurs in the sample， and the damage value rapidly increases to 1.Therefore， it can be concluded that the two-dimensional cellular model established by the relevant laws and theories of rock damage evolution can reflect the mechanical failure process and damage evolution law of bluestones under external loads， which can provide reference for related studies.
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