三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究

第 55 卷第 2 期2024 年 2 月
中南大学学报(自然科学版)
Journal of Central South University (Science and Technology)
V ol.55 No.2Feb. 2024
三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究
刘昂1, 2，张尔康1，林文丽3
(1. 南京工业大学 交通运输工程学院，江苏 南京，211816；2. 南京智慧岩土工程技术研究院有限公司，江苏 南京，211899；
3. 东南大学 交通学院，江苏 南京，211189)
摘要：结合声发射(AE)传感装置开展考虑水泥掺入比、围压等条件的水泥胶结砂排水三轴试验。

研究结果表明：水泥胶结砂的AE 特征信息演化规律与应力−应变曲线具有较好的对应性；累计AE 事件随水泥掺入比的增大而减小，这与水化物的增加抑制了砂颗粒间滑移密切相关；随围压增大，累计AE 事件增大，同时促进了AE 信号在介质中的传播和胶结的断裂；随着水泥掺入比增加、围压降低，水泥胶结砂破坏形态由鼓胀破坏逐渐向剪切带破坏过渡。

关键词：声发射；水泥胶结砂；水泥掺入比；三轴剪切；破坏模式中图分类号：TU411 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2024）02-0618-10
Evolution of acoustic emission characteristic of cemented sand
subjected to triaxial compression tests
LIU Ang 1, 2, ZHANG Erkang 1, LIN Wenli 3
(1. College of Transportation Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China;2. Nanjing Intelligent Geotechnical Engineering Technology Research Institute, Nanjing 211899, China;
3. School of Transportation, Southeast University, Nanjing 211189, China)
Abstract: A series of drained triaxial compression tests, incorporated with acoustic emission(AE) measurement system, were conducted on cemented sands with various cement mixing ratios under different confining stresses. The results show that the evolution of AE characteristic information of cement-bonded sand has a good correspondence with the stress-strain curve. The cumulative AE hits linearly decrease with the increase of cement
收稿日期： 2023 −04 −05； 修回日期： 2023 −06 −01
基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(42102319)；江苏省自然科学基金资助项目(BK20210259)；中央高校基
本科研业务费专项资金资助项目(2242022k30055) (Project(42102319) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(BK20210259) supported by the Natural Science Foundation of Jiangsu Province; Project (2242022k30055) supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities)
通信作者：林文丽，博士，副教授，从事岩土材料宏微观力学特性、声发射智能感测技术在岩土工程中的应用等研究；E-mail ：
****************.cn
DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.02.015
引用格式： 刘昂, 张尔康, 林文丽. 三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2024, 55(2): 618−627.
Citation: LIU Ang, ZHANG Erkang, LIN Wenli. Evolution of acoustic emission characteristic of cemented sand subjected to triaxial compression tests[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2024, 55(2): 618−
627.
第 2 期刘昂，等：三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究
mixing ratio, attributed to the restraining effect of the hydration products on micromechanical behaviors dominated by the frictional sliding of sand particles. While the cumulative AE events increase with the increase of confining stress, primarily due to the higher confining stress promoting the propagation of the AE signal in the medium and the fracture of the cementation. The failure pattern of cemented sand gradually shifts from bulging failure to shear band failure with the increased cement mixing ratio and decreased confining stress.
Key words: acoustic emission; cemented sand; cement mixing ratio; triaxial compression tests; failure pattern
国家“一带一路”“海洋强国”等国家重大战略的实施推动了一大批重大工程建设。

广泛分布的粉细砂常被就地取材用于滨海、长江等堤防填筑、路基填料、大坝护坡等，但由于其结构松散、保水性差、级配不良、承载力不高等，需进行加固处理以满足工程需求。

水泥作为常用固化剂，少量添加后，可快速改良粉细砂工程力学性质，有助于保障工程的安全，取得良好的经济、社会效益。

WANG等[1−2]对非胶结砂及水泥掺入比为1%、2%、3%的水泥胶结砂开展了三轴试验及数值模拟，试验结果表明水泥掺入比的增加可显著提高水泥胶结砂的强度，增强其应变软化响应。

CONSOLI等[3]发现：当水泥掺入比从1%增加到12%时，水泥胶结砂的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度呈幂函数增长。

水泥胶结砂力学特性是保证相关工程安全稳定的重要基础，其变形破坏特性与水泥掺入比、围压条件等密切相关，同时也是内部微观力学行为的宏观表征[4]。

因此，从宏−微观角度阐释水泥胶结砂在不同状态条件下的变形破坏特性具有重要的理论价值和工程指导意义。

数字图像(DIC)[5−7]、计算机断层扫描(X-ray CT)[8−10]等实验技术已被广泛用于岩土材料宏−微观物理力学行为的研究，这些技术成果极大地促进了对水泥土变形破坏机制的认识，但DIC局限于表面二维观测、X-ray CT测量间隔时间长且价格昂贵。

声发射(AE)是材料受应力后，由于应力集中或应变局部化，内部所储存的应变能以弹性波的形式释放出来的一种现象，其频率一般为1~1 000 kHz。

AE技术可克服上述不足，且价格低廉，可实时、连续、三维可视化观测岩土体内部微观力学行为。

目前，声发射技术已成功应用于岩石、混凝土等(似)连续介质材料的裂隙萌生发展描述、损伤演化表征等[11−14]。

近年来，随着AE测试系统精度和计算机性能的提高，AE技术被成功应用于砂土等散粒体材料，涉及颗粒破碎/粒间滑移行为的辨识[15−16]、三轴剪切力学特性的AE表征[17−18]、桩土效应的颗粒破碎机制阐释[19−20]、滑坡启动的早期预警信息捕捉[21−22]等。

这充分表明了AE技术阐释砂土等散粒体材料微观力学机制的有效性和先进性，也为其在水泥胶结砂中的应用提供了重要借鉴。

水泥胶结砂作为一种人工混合材料，可视为介于素砂和混凝土之间的一种介质材料，随水泥水化产物的增加，其宏−微观剪切力学行为将不可避免地产生影响。

目前，AE技术在水泥胶结砂的应用较少，且其破坏过程中的宏−微观力学演化机制尚不明确。

鉴于此，本文作者以水泥胶结砂为研究对象，对考虑水泥掺入比、围压等条件的水泥胶结砂三轴剪切力学特性进行研究，并采用AE测试系统进行全过程监测，一方面揭示水泥胶结砂AE特征信息演化规律，另一方面阐释其变形破坏过程中的宏−微观力学机制。

1 试验
1.1　试验装置
试验装置由三轴装置和AE测量系统组成(如图1所示)。

其中，三轴装置由轴向加载系统、反应系统、控制系统、测量系统、数据记录系统组成，用于进行三轴剪切试验。

三轴装置底座设置为可移动底座，该底座可实现在水平面上360°自由旋转或沿正交方向上线性移动。

本文将其设置为沿水平面上正交方向线性移动，以保证剪切带的发展不受底座限制。

AE测量系统由AE传感器、放大器、数据采集仪、数据存储器组成，用于采集试验过程中所产生的AE信号。

其中，AE传感器(型号R-cast 304)由日本富士陶瓷公司生产，探头内置有增益为(20±2) dB的前置放大器，灵敏度为(115±3) dB，工
619
第 55 卷
中南大学学报(自然科学版)作脉冲频率范围为10~5 000 kHz ；放大器(型号A1201，增益为(53±3) dB)由日本富士陶瓷公司生产，可将监测到的信号进一步放大；数据采集仪(型号PXIe-6366)由美国NI 公司生产，可连续记录8个同步模拟输入的数据流。

选择数据采集仪的单通道最大采样率(2×106 个/s)进行AE 全波形信号采集。

根据Nyquist-Shannon 数据采集定理[23]，该采样率可保证频率高达1 MHz 的AE 信号被有效采集。

1.2　试样制备
在水泥胶结砂由硅砂、早强硅酸盐水泥、蒸馏水按比例混合而成，其中，硅砂由日本武德株式会社生产，早强硅酸盐水泥由住友大阪水泥株式会社生产。

根据GB/T 50123—2019《土工试验方法标准》，测得试验用硅砂颗粒级配曲线(如图2所示)与基本物理参数(如表1所示)。

试验用早强硅酸盐水泥的基本物理参数如表2所示。

水泥胶结砂试样制作过程中，首先将一定比例的水泥和硅砂均匀混合，随后采用落砂法[24]将混合料落入圆柱形模具，其直径×高度为50 mm×100 mm ，如图3所示。

需要说明的是：圆柱形模具底部预留直径5 mm 圆孔，并放置有透水石和滤纸，便于制样过程中均匀进、排水。

模具内壁环
绕柔性塑料薄膜(厚度1 mm)，防止拆样时试样粘连。

落砂完成后，将试样置于深度为90 mm 的水槽，利用毛细作用将水分牵引至模具底部圆孔湿润试样，至试样表面完全潮湿(约15 min)后取出。

随后，用保鲜膜密封试样表面，置于标准养护室
(a) 示意图；(b) 实物图图1　试验装置及其示意图
Fig. 1　
Schematic diagram of testing apparatus
图2　硅砂颗粒级配曲线Fig. 2　Grading curves of silica sand
表1　硅砂基本物理参数
Table 1　Basic physical parameters of silica sand 相对密度2.640
最大孔隙比1.211
最小孔隙比0.700
平均粒径/mm 0.333
不均匀系数1.911
曲率系数0.920
620
第 2 期刘昂，等：三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究
中养护7 d ，期间需架空试验底部用于排水。

最后，试样脱模后对其边缘进行平滑处理，并测量试样尺寸。

试验结束后，立即测试试样的上、中、下位置处的土体含水率，并将其平均值作为该试样的含水率，结果如表3所示。

1.3　试验条件
考虑地基处理、路基填料等工程需求及结合前人研究成果[25−26]，将水泥胶结砂的水泥掺入比(a w )控制为1%、3%、5%(质量分数)，围压控制为100、200、400 kPa ，养护时间均为7 d ，试验条件如表3所示。

每组进行3次平行试验，试验结果取平均值。

试样制备完成后，试样表面包裹一层厚度为0.3 mm 的橡皮膜，并利用橡皮膜将其耦合至三轴
装置中。

利用速干胶水将AE 传感器直接粘于橡胶膜表面的固定位置[17−18, 27]，8个AE 传感器空间布置图如图4所示，并基于统计物理学概念对AE 数据进行分析。

在30 kPa 等向压力下，对试样进行30 min 的等向压缩，随后以5 kPa/min 的加载速率等向加载至目标围压。

试验采用伺服控制系统，并以1%/min 的恒定应变速率进行三轴排水剪切试验，待轴向应变达到设定值(30%)或试样完全破坏时终止加载。

同步采集试验过程中的力学参数和AE 全波形信号。

图5所示为1个典型的AE 全波形信号及AE 特征参数示意图。

为了将AE 信号与背景噪声(20 dB)进行区分，本研究设置了1个阈值29.54 dB ，当信号超过阈值时，被识别为AE 信号并定义为一次AE 事件。

将8个AE 传感器1 s 内累计AE 事件数的平均值定义为AE 事件率。

为消除数据噪声，基于移动窗口平滑算法，对每10 s 的AE 事件率进行平均平滑处理。

平均AE 事件率被认为可以提供全面且具有代表性的信息[17]，并且便于对不同条件下的试验进行对比分析。

需要说明的是，AE 传感器有时会接触不良甚至脱落，在对数据进行处理之
表3　试验条件Table 3　Testing conditions
试样编号a w -1%-100 kPa a w -1%-200 kPa a w -1%-400 kPa a w -3%-100 kPa a w -3%-200 kPa a w -3%-400 kPa a w -5%-100 kPa a w -5%-200 kPa a w -5%-400 kPa
水泥掺入比a w /%
1
35围压/kPa 100200400100200400100200400
含水率/%10.7911.8011.2511.1410.1610.0711.689.639.94
直径×高度/(mm×mm)49.60×99.0049.60×97.1049.60×97.5049.60×97.9049.60×98.3049.60×98.0049.60×97.2049.60×96.70
49.60×96.50
图3　圆柱形模具示意图
Fig. 3　
Schematic diagram of cylindrical mold
图4　声发射传感器空间分布图
Fig. 4　Schematic spatial distribution of AE sensors
表2　早强硅酸盐水泥基本物理参数
Table 2　Basic physical parameters of high early strength Portland cement
密度/(g·cm −3)
3.13
比表面积/(cm 2·g −1)
4 600
安定性合格
烧失量/%1.2
压缩强度/MPa
1 d 28.0
3 d 47.0
7 d 58.0
28 d 68.0
621
第 55 卷
中南大学学报(自然科学版)前，需对各传感器监测到的数据进行查验。

2 试验结果
2.1　水泥胶结砂应力−应变关系
图6所示为不同水泥掺入比的水泥胶结砂在不同围压条件下的偏应力−轴向应变关系曲线。

由 图6可知：在低水泥掺入比或低围压条件下，随着轴向应变的增加，偏应力近线性增加到屈服点，随后以较慢的速率连续增加，达到一个基本平滑的峰值后基本保持稳定，表现为应变硬化现象；随水泥掺入比或围压的增加，偏应力到达峰值后
快速下降，并最终趋于稳定，表现为应变软化现象。

此外，水泥掺入比的增加导致峰值应力、刚度不断增大，同时伴随着峰值应变减小；而围压增加导致峰值应力、刚度和峰值应变均呈增大趋势。

这意味着高水泥掺入比或低围压条件下的水泥胶结砂在三轴排水剪切过程中的破坏倾向于脆性破坏。

峰值偏应力与水泥掺入比、围压之间的关系如图7所示。

从图7可见：水泥胶结砂的峰值偏应力与两者均呈现良好的线性关系，R 2均大于0.96。

2.2　水泥胶结砂的声发射特征信息
图8所示为不同水泥掺入比的水泥胶结砂的累计AE 事件数−轴向应变关系曲线。

由图8可知：无论水泥掺入比、围压如何，累计AE 事件数−轴向应变关系曲线均呈现出良好的一致性；累计AE 事
件数随轴向应变的增加先缓慢增加，随后近线性
图5　声发射全波形信号及特征参数示意图Fig. 5　Diagram of acoustic emission full waveform signal
and parameters
(a) 水泥掺入比；(b) 围压
图7　水泥胶结砂的峰值偏应力与水泥掺入比、围压
的关系
Fig. 7　Relationship of between cement mixing ratio,
confining stress and peak deviator stress of cemented sands
图6　不同水泥掺入比的水泥胶结砂在不同围压条件下
的偏应力−应变曲线
Fig. 6　Deviator stress −axial strain relations of cemented sands with different cement mixing ratios under various
confining stresses
622
第 2 期刘昂，等：三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究
增加直至试验结束，其曲线演化趋势呈上凹型；此外，累计AE 事件数−应变曲线的斜率随水泥掺入比的增大逐渐减小；而随围压的增大逐渐增大。

这意味着高水泥掺入比或低围压条件下的水泥胶结砂在三轴排水剪切过程中倾向于产生较少的AE 事件。

根据图8所示水泥胶结砂的累计AE 事件数−轴向应变关系曲线，采用“累计AE 事件数/轴向应变”对其累计AE 事件数进行归一化处理，并绘制其与水泥掺入比(a w )、围压之间的关系，结果如图9所示。

从图9可见：归一化后的累计事件数与水泥掺入比和围压均呈现良好的线性关系，R 2均大于0.91。

以上结果表明，AE 特征信息随水泥掺入比、围压的变化规律与应力−应变关系间具有很好的对应性。

2.3　水泥胶结砂宏−微观力学特性的影响机制
为进一步阐明水泥含量对水泥胶结砂的宏−微观力学特性的影响机制，对不同水泥掺入比的水泥胶结砂试样进行ESEM 扫描，其微观结构图像如图10所示。

由图10可知：水泥胶结砂的基本结构是由较大的砂土颗粒构成基本骨架，而水化反应所生成的水化产物(Ca(OH)2、CSH 凝胶体和石膏等)填充在砂土颗粒间的孔隙中；当水泥掺入比(a w )较低时(a w =1%)，水化产物零星地分布在砂颗粒表面或砂颗粒间的孔隙中，骨粒间的连接较弱，从而导致试样的峰值偏应力较低；在三轴剪切过程
中，试样内部会发生砂颗粒摩擦性滑移、水化产物的破碎等微观力学行为，从而导致大量AE 信号的产生。

随着水泥掺入比的增加(a w =5%)，所生成的水化产物逐渐增加，并不断覆盖在砂颗粒表面及填充在砂颗粒间的孔隙中，孔隙体积被不断填充或分割。

砂颗粒间的咬合力和连接性也随之逐渐增强，砂颗粒与水化产物所形成的整体共同承担外部荷载，从而导致其峰值应力随水泥掺入比的增加而逐渐增加；与此同时，在试样的三轴剪切过程中，以砂颗粒间摩擦性滑移为主的微观力学行为由于水化产物的存在也逐渐受到抑制。

因此，随着水泥掺入比增加，所监测到的AE 信号逐渐减小。

另外，随着围压的增大(σ′3=400 kPa)，水泥胶
结砂试样被“包裹”得更加紧密，颗粒间的孔隙
图8　不同水泥掺入比的水泥胶结砂在不同围压条件下
的累计声发射事件数−应变曲线
Fig. 8　Cumulative AE hits −axial strain relations of cemented sands with different cement mixing ratios under
various confining stresses
(a) 水泥掺入比；(b) 围压
图9　水泥胶结砂的归一化累计声发射事件数与水泥掺
入比、围压的关系
Fig. 9　Relationship of between cement mixing ratios, confining stress and normalized cumulative AE hits of
cemented sands
623
第 55 卷
中南大学学报(自然科学版)空间被挤压并逐渐闭合，使得孔隙率下降，密实度增加，并进一步增加了砂颗粒间的接触面积、咬合力，从而导致其峰值强度不断增加。

相应地，试样在最终破坏时将积累更多的应力，使得水泥胶结砂试样中出现更多的胶结断裂或其他形式的损伤，进而产生更多的AE 信号；试样中的颗粒连接更加紧密，有利于AE 信号将沿着颗粒骨架以更短的传播路径进行传播，在一定程度上提高了AE 的监测率[17−18]。

因此，随着围压的增加，所监测到的AE 信号逐渐增加。

3 水泥胶结砂的破坏特征
为了更好地阐释水泥胶结砂在三轴剪切过程中包括发展速率和程度在内的微观力学行为全过程，进一步分析了能较好表征这一特性的AE 特征参数即AE 事件率。

图11所示为AE 事件率与轴向应变的演化关系，并将其与应力−应变曲线进行关联分析。

由图11可见：AE 事件率随轴向应变存在2种不同的演化趋势。

结合试样破坏结果，可将其划分为“鼓胀”式延性破坏(因多条和断断续续的剪切带而破坏的试样被视为“鼓胀”破坏[17−18]，如图12(a)所示)及“剪切带”式脆性破坏(因持续剪切带而破坏的试样被视为“剪切带”破坏，如图12(b)所示)。

对于“鼓胀”式延性破坏，随着轴向应变的增加，AE 事件率首先呈线性增加，然后以较慢的速率连续增加到峰值，并在峰值后保持基本恒定。

基于此，其演化过程可分为线性增加阶段、过渡
阶段和稳定阶段3个阶段(如图12(a)所示)。

这种演变曲线表明试样在三轴剪切变形初期会经历短暂的初始致密化阶段；而随着偏应力的增加，砂颗粒间摩擦性滑移、水化产物的破碎等颗粒微观力学行为快速增加，并在峰值应力附近达到峰值；在峰值应力后，试样整体结构仍保持较好的完整性，应变相对均匀，表现为相对“完整体”，在荷载作用下整个试样内部颗粒均参与剪切变形过程。

由第三阶段的AE 事件率结果可知，“鼓胀”试样在峰值应力后将发生剧烈的微观力学相互作用。

不同于“鼓胀”式破坏的演化模式，在“剪切带”式脆性破坏模式中，在经历了初始阶段的线性增长和缓慢增长到峰值后，AE 事件率随着轴向应变的增加出现逐渐下降的趋势。

因此，AE 事件率−轴向应变的演化过程可被划分为线性增加阶段、过渡阶段和下降阶段3个阶段(如图12(b)所示)。

这是因为，剪切带形成后，试样被切割为两个相对“刚性”块，并在荷载作用下产生相对滑移，微观力学行为主要集中于剪切带内外的有限区域。

同时，剪切带破坏产生的“缝隙”会进一步破坏结构的完整性，阻碍了“缝隙”周围所产生的声波在试样中的传播。

在上述因素的共同作用下，峰值应力后的AE 事件率表现出逐渐下降的趋势。

基于上述“剪切带”破坏和“鼓胀”破坏模式下2种不同的声发射事件率演化趋势，并结合图11所示曲线可知：水泥胶结砂的力学破坏是包括水泥掺入比、围压等诸多因素相互作用下的宏观表现，其破坏结果与试样的水泥掺入比、试样的
条件密切相关。

当水泥掺入比越高、围压越低时，
(a) a w =1%；(b) a w =3%；(c) a w =5%
图10　不同水泥掺入比的水泥胶结砂ESEM 图像
Fig. 10　ESEM images of cemented sands with different cement mixing ratios
624
第 2 期刘昂，等：三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究
水泥胶结砂在三轴剪切条件下的破坏逐渐倾向于“剪切带”破坏；反之，则逐渐表现为“鼓胀”破坏。

由此可见，AE 技术能很好地表征水泥胶结砂在不同水泥掺入比、不同围压条件下的宏−微观剪
切力学特性和破坏发展过程。

这意味着可将AE 技术作为一种工程病害演化过程中的监测评价技术，可为相关工程的安全监测和稳定性评价提供方法
支撑。

(a) a w =1%；(b) a w =3%；(c) a w =5%
图11　不同水泥掺入比的水泥胶结砂三轴压缩试验中声发射事件率演化曲线及对应的应力−应变曲线Fig. 11　AE hit rate −axial strain along with deviator stress-axial strain relations of cemented sands with different cement
mixing ratios subjected to drained triaxial compression
(a) “鼓胀”式延性破坏；(b) “剪切带”式脆性破坏
图12　水泥胶结砂三轴压缩试验中不同破坏模式所对应的声发射事件率演变类型
Fig. 12　Typical evolutions of AE hit rate corresponding to different failure patterns in cemented sands subjected to triaxial
compression
625
第 55 卷中南大学学报(自然科学版)
4 结论
1) 水泥胶结砂的AE特征信息演化规律与应力−应变曲线间表现出良好的对应性，与水泥掺入比和围压无关，充分表明AE特征信息可有效描述水泥胶结砂力学特性。

2) 累计AE事件随水泥掺入比的增大而减小，这与增加的水化产物在一定程度上抑制了砂颗粒间滑移密切相关；而随围压增大，累计AE事件增大，促进了AE信号在介质中的传播和胶结的断裂。

3) 随着水泥掺入比增加、围压降低，水泥胶结砂破坏形态由“鼓胀”式延性破坏逐渐向“剪切带”式脆性破坏过渡。

研究成果有利于了解对水泥胶结砂变形破坏机理，并为相关工程的安全监测和稳定性评价提供方法支撑。

参考文献：
[1]WANG Y H, LEUNG S C. A particulate-scale investigation
of cemented sand behavior[J]. Canadian Geotechnical Journal, 2008, 45(1): 29−44.
[2]WANG Y H, LEUNG S C. Characterization of cemented
sand by experimental and numerical investigations[J].
Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2008, 134(7): 992−1004.
[3]CONSOLI N C, CRUZ R C, FLOSS M F, et al. Parameters
controlling tensile and compressive strength of artificially cemented sand[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2010, 136(5): 759−763. [4]蒋明镜. 现代土力学研究的新视野: 宏微观土力学[J]. 岩土
工程学报, 2019, 41(2): 195−254.
JIANG Mingjing. New paradigm for modern soil mechanics: geomechanics from micro to macro[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2019, 41(2): 195−254.
[5]DZAYE E D, TSANGOURI E, SPIESSENS K, et al. Digital
image correlation(DIC) on fresh cement mortar to quantify settlement and shrinkage[J]. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2019, 19(1): 205−214.
[6]HE Jialong, JIANG Hui, ZHOU Yuande, et al. Elementary
behavior of dual-particle composites cemented by self-
compacting mortar: experimental and constitutive modelling
[J]. Construction and Building Materials, 2022, 320: 126232.
[7]WEI Houzhen, ZHAO Tao, MENG Qingshan, et al.
Quantifying the morphology of calcareous sands by dynamic image analysis[J]. International Journal of Geomechanics, 2020, 20(4): 4020020.
[8]ZOU Chao, LONG Guangcheng, ZENG Xiaohui, et al.
Hydration and multiscale pore structure characterization of steam-cured cement paste investigated by X-ray CT[J].
Construction and Building Materials, 2021, 282: 122629. [9]WIEBICKE M, ANDÒ E, VIGGIANI G, et al. Measuring
the evolution of contact fabric in shear bands with X-ray tomography[J]. Acta Geotechnica, 2020, 15(1): 79−93. [10]DADDA A, GEINDREAU C, EMERIAULT F, et al.
Characterization of contact properties in biocemented sand using 3D X-ray micro-tomography[J]. Acta Geotechnica, 2019, 14(3): 597−613.
[11]陈云娟, 高涛, 高成路, 等. 水力耦合作用下裂隙岩体破裂
扩展及声发射能量损伤规律[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2022, 53(6): 2325−2335.
CHEN Y unjuan, GAO Tao, GAO Chenglu, et al. Fracture propagation and acoustic emission energy damage law of fractured rock mass under hydraulic coupling action[J].
Journal of Central South University(Science and Technology), 2022, 53(6): 2325−2335.
[12]储超群, 吴顺川, 曹振生, 等. 基于声发射技术的花岗岩破
裂特征试验研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2021, 52(8): 2919−2932.
CHU Chaoqun, WU Shunchuan, CAO Zhensheng, et al.
Experimental research on fracture characteristics of granite with acoustic emission technology[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2021, 52(8): 2919−2932.
[13]郭庆华, 郤保平, 李志伟, 等. 混凝土声发射信号频率特征
与强度参数的相关性试验研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2015, 46(4): 1482−1488.
GUO Qinghua, XI Baoping, LI Zhiwei, et al. Experimental research on relationship between frequency characteristics of acoustic emission and strength parameter in concrete[J].
Journal of Central South University(Science and Technology), 2015, 46(4): 1482−1488.
[14]MA Ji, DU Feng, ZHANG Shuai. Acoustic emission
characteristics of normal and layered concrete blocks during dilating/static fracture[J]. Advances in Materials Science and Engineering, 2020, 2020: 1−14.
[15]LIN Wenli, LIU Ang, MAO Wuwei, et al. Frequency
dependence of acoustic emission with particle interaction and failure process in dry sands during triaxial compression [J]. Géotechnique, 2023: 1−15.
[16]LIN Wenli, LIU Ang, MAO Wuwei. Use of acoustic
emission to evaluate the micro-mechanical behavior of sands
626
第 2 期刘昂，等：三轴剪切条件下水泥胶结砂声发射特征信息演化规律研究
in single particle compression tests[J]. Ultrasonics, 2019, 99: 105962.
[17]LIN Wenli, LIU Ang, MAO Wuwei, et al. Acoustic emission
behavior of granular soils with various ground conditions in drained triaxial compression tests[J]. Soils and Foundations, 2020, 60(4): 929−943.
[18]LIN Wenli, LIU Ang, MAO Wuwei, et al. Acoustic emission
characteristics of a dry sandy soil subjected to drained triaxial compression[J]. Acta Geotechnica, 2020, 15(9): 2493−2506.
[19]MAO Wuwei, YANG Yang, LIN Wenli, et al. High
frequency acoustic emissions observed during model pile penetration in sand and implications for particle breakage behavior[J]. International Journal of Geomechanics, 2018, 18(11): 4018143.
[20]MAO Wuwei, TOWHATA I. Monitoring of single-particle
fragmentation process under static loading using acoustic emission[J]. Applied Acoustics, 2015, 94: 39−45.
[21]HU Wei, SCARINGI G, XU Qiang, et al. Acoustic emissions
and microseismicity in granular slopes prior to failure and flow-like motion: the potential for early warning[J].
Geophysical Research Letters, 2018, 45(19): 10406−10415.[22]SMITH A, DIXON N, FOWMES G J. Early detection of first-
time slope failures using acoustic emission measurements: large-scale physical modelling[J]. Géotechnique, 2017, 67(2): 138−152.
[23]SHANNON C E. Communication in the presence of noise
[J]. Proceedings of the IRE, 1949, 37(1): 10−21.
[24]JGS 0520—2015. Preparation of soil specimens for triaxial
tests[S].
[25]SCHNAID F, PRIETTO P D M, CONSOLI N C.
Characterization of cemented sand in triaxial compression [J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2001, 127(10): 857−868.
[26]VRANNA A, TIKA T. Undrained monotonic and cyclic
response of weakly cemented sand[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2020, 146(5): 4020018.
[27]LIN Wenli, MAO Wuwei, LIU Ang, et al. Application of
an acoustic emission source-tracing method to visualise shear banding in granular materials[J]. Géotechnique, 2021, 71(10): 925−936.
(编辑赵俊)
627。