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作者：孙光华;齐育珠;刘志义;韩凯明;郭将;吴柄纬;
单位：华北理工大学矿业工程学院;华北理工大学唐山市矿业开采与安全技术重点实验室;华北理工大学河北省矿业开发与安全技术实验室;
摘要：目的 实际工程中岩石常处于循环加卸载状态，需要探究循环加卸载下红砂岩的破坏前兆问题。方法 开展循环加卸载下红砂岩声发射力学监测试验，采用k-均值聚类算法，进行声发射特征参数聚类分析，研究岩石损伤破裂模式。结果 结果表明：声发射事件主要发生在循环加载中，卸载阶段声发射事件极少并进入“间歇期”；随着循环次数积累，峰值应力逐步增高，声发射事件数量突增并进入“活跃期”；循环加卸载初期声发射b值最大，随着循环次数增加，声发射b值逐级降低并稳定在0.75～1.25，在岩石进入破裂阶段前声发射b值出现骤降，但每次循环加载开始前声发射b值也出现大幅骤降现象而岩石并未破裂，将声发射b值骤降作为岩石破坏前兆的判断依据存在局限性，需结合其他现象研究岩石破裂前兆；根据k-均值聚类将岩石损伤破裂过程的声发射信号分为3类即聚类1，聚类2和聚类3，每个聚类对应不同损伤阶段，循环加卸载末期，聚类3声发射事件能量陡然上升，反映出加载末期砂岩破裂尺度明显增大直至破坏，可以作为岩石的破坏前兆特征。结论 聚类3声发射信号在岩石弹性变形阶段零星出现，随着循环积累，在岩石完全破坏阶段前聚类3声发射信号持续密集出现，将声发射b值和聚类信号结合分析可提升预测岩石损伤破裂的准确率。
关键词：循环加卸载;;声发射;;b值分析;;k-均值聚类;;岩石破坏前兆
基金资助：国家自然科学基金资助项目（52204134）;; 河北省自然科学基金资助项目（E2024209129）
