- Tytuł:
-
Analiza emisji akustycznej zarejestrowanej podczas ściskania próbek piaskowca i węgla
Analysis of the acoustic emission registered during compression of sandstone and coal samples - Autorzy:
-
Gawryś, J.
Krzysztoń, D. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/349448.pdf
- Data publikacji:
- 2007
- Wydawca:
- Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydawnictwo AGH
- Tematy:
-
sztywna maszyna wytrzymałościowa
komora wysokociśnieniowa
charakterystyka naprężeniowo-odkształceniowa
aktywność akustyczna
widmo amplitudowe
stiff testing machine
high pressure chamber
stress-strain characteristic
acoustic activity
amplitude spectrum - Opis:
-
Przeprowadzono badania eksperymentalne nad własnościami mechanicznymi i akustycznymi typowych skał karbońskich podczas jednoosiowego i trójosiowego ściskania. Próbki skalne ściskane były w sztywnej maszynie wytrzymałościowej MTS-810 New. W przypadku trójosiowego ściskania próbkę umieszczano w komorze ciśnieniowej 70 MPa. Parametrami eksperymentu były prędkość odkształcenia podłużnego próbki skalnej o wartości rzędu 10/-4 i 10/-2 s/-1 oraz ciśnienie okólne o wartości p = 0, 10, 20, 30 i 50 MPa. Wyniki pomiarowe przedstawiają wykresy całego procesu ściskania próbki i rejestracji emisji akustycznej. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki uzyskane z badań piaskowca drobnoziarnistego i węgla. Załączono wykresy uzyskane w jednoosiowym ściskaniu próbek skalnych, przy zastosowaniu dwóch różnych prędkości odkształcenia (10/-4 i 10/-2 s/-1) dla piaskowca i węgla, oraz wykresy trójosiowego ściskania przy dwóch różnych prędkościach odkształcenia dla piaskowca i węgla. Wykazano, że parametry charakteryzujące emisję akustyczną (liczba i amplituda impulsów) oraz ich rozkład względem charakterystyki naprężeniowo-odkształceniowej dla każdego typu litologicznego skały zależą od parametrów eksperymentu. Z przeprowadzonych badań wynika, że zjawiska akustyczne występujące podczas ściskania próbek skalnych mają inny przebieg w piaskowcu (w skałach płonnych) i w węglu. Analiza otrzymanych wyników wykazała, że na aktywność akustyczną mają wpływ zarówno ciśnienie okólne, jak i prędkość odkształcenia próbki. Wzrost tych parametrów wpływa na wzrost skumulowanej liczby impulsów w piaskowcu i na zmniejszanie się skumulowanej liczby impulsów w węglu.
Experimental investigation on rock mechanical and acoustic properties during the uniaxial and conventional triaxial compression has been conducted. The typical Carboniferous rock samples collected from the Upper Silesian Coal Basin were tested. The rock samples of diameter 30 mm and height 60 mm were compressed in a stiff testing machine. In triaxial compression a 70 MPa pressure chamber was used. The parameters of experiments were the rate of longitudinal strain rate of samples (10/-4 and 10/-2 s/-1) and the confining pressure (0, 10, 20, 30, 50 MPa). The acoustic emission was registered by a Bruel and Kjaer device. The piezoelectric transducers were used for converting vibrations caused by fracture process during the uniaxial compression and triaxial compression. The output voltage of these transducers was proportional to the acceleration of vibrations. The results of measurements are shown in diagram of rock compression in a stiff testing machine and on a diagram of acoustic emission registration during the complete process of compression and failure. The results obtained from the investigation of fine-grained sandstone and coal are presented in this work. For each experiment the cumulated value of impulses and the energy expressed by a sum of squared amplitudes were determined. Those values were related to the strain of a sample at the assumption that 100% of strain corresponds to the value of critical load (pressure). It was shown that the parameters of acoustic emission (the number and amplitude of registered impulses) and their distribution in relation to the stress-strain characteristic depend on the parameters of experiment (strain rate and confining pressure) as well as on the type of the rock. The frequency analysis was conducted for the chosen impulses of the cumulated activity diagram, referred to the stress-strain characteristic. The values of the obtained magnitudes: amplitude of spectrum, dominant frequency and time of impulse duration are presented for sandstone and coal samples correspondingly in tables. The analysis of the obtained results has shown that the increase in strain rate and in confining pressure influence the increase of acoustic parameter in sandstone and on the contrary, the decrease of this parameter in coal. It was observed that the influence of strain rate on the investigated acoustic magnitudes is greater then that of the confining pressure. - Źródło:
-
Górnictwo i Geoinżynieria; 2007, 31, 1; 9-33
1732-6702 - Pojawia się w:
- Górnictwo i Geoinżynieria
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł