灾变破坏幂律奇异性前兆的多尺度、多物理验证

【作者】 姜智捷； 金渊； 夏蒙棼； 汪海英；

【机构】 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室；

【摘要】 非均匀脆性介质灾变破坏的预测和预警是长期困扰科学界的难题。前期研究表明,岩石等非均匀脆性介质灾变破坏前可能存在着幂律奇异性前兆,该前兆可能为灾变破坏的预测预警提供线索。本论文针对岩石在单轴压缩下的灾变破坏行为,利用MTS试验机、白光数字散斑系统和声发射仪,分别对宏观整体、宏观局部和细观3个尺度的响应进行了实时、同步观测,并对灾变破坏前响应量的临界奇异性前兆进行验证。结果表明,灾变破坏前,系统声发射撞击率、声发射能量率、应变场变化率、试样整体变形的变化率等响应量的变化均符合幂律奇异性规律,但其幂指数、幂律奇异性的存在范围等都因样本和响应量的选取而不同。更多还原