声波技术的进展及其在矿山压力测试中的应用

本文叙述了应用KS声波数据处理的量测系统,对岩石试件全应力～应变过程与岩石声学参数变化的相关性的试验研究,在现场,对巷道围岩内从弹性至塑性破坏圈的变化过程与岩石的声学参数变化规律的试验研究,用以研究巷道围岩的稳定性。这些岩石声学参数为波幅、谱幅、谱面积、谱密度、波速度、衰减系数等。     

有保护层的岩石冲击损伤实验研究

利用一级轻气炮，对有保护层和无保护层的砂岩、花岗岩和大理岩试件进行冲击实验，并对试件进行冲击压力测试和声波测试，利用试件端面产生的冲击压力波形分析保护层对冲击作用的影响，利用实验前后的声波速度变化情况衡量岩石试件的损伤度。实验结果表明，在其它实验条件基本一致时，有保护层的岩石试件所受的冲击压力比无保护层时降低了60％左右；波速降低率也明显减小，损伤度降低率在14．8％～48．2％之间。说明保护层能够对受冲击作用的岩石起到很好的保护作用。     

高温作用后硅质砂岩力学性能试验

为了研究高温作用后硅质砂岩的力学性质,采用三轴压力试验机,对常温(25℃)、200℃、400℃、600℃和800℃温度作用下的硅质砂岩试件进行单轴压缩试验,同时利用声波测试仪测量不同温度作用后硅质砂岩试件的超声波波速,分析了岩石强度和变形特征及岩石波速随温度的变化规律.结果表明:高温对岩石成分有显著影响,进而导致岩石纵...     

采选系岩体力学研究生进行毕业答辩

79年采选系采矿专业招收了一名研究生,经过三年多的学习和科学研究。成绩合格;最近又进行了《单轴压缩下岩石试件声波的频谱特性的研究》的论方答辩。该研究生主要是研究了单轴压缩下岩石试件内声波的频谱特征。他采用矽卡岩和花岗岩两种岩石试件进行单轴压缩试验,并监测了沿加截方向试件内传播的声波波速和首波波辐。同时对声波记录进行了测幅取样,计算了相应的功率谱,并在一定范围内将功率谱作了平均。通过大量试验结果表明: 在岩石试件的裂隙闭合,线弹性以及裂纹扩展阶段,平均随的变化趋势与首波波幅基本一致:在试件的扩容阶段,则平均值出现较大幅度的波动,部分试件的平均值出现较     

岩石松动层声波测试技术

本文阐述了岩石松动层的声波测试技术的原理、仪器、方法及资料分析，运用声波法测试声波波速随测孔深度的变化，绘制波速与孔深的关系曲线，由此确定出岩石松动层的范围，并简述了现行测试方法存在的问题和改进方向，为岩石的稳定性评价及支护设计提供可靠的依据。     

3种条件下砂岩超声波波速的试验研究

利用自行研制的岩石高温加热装置,对砂岩试件单向约束、双向约束、无约束3种试验条件下高温前后的纵波波速进行试验研究.结果表明:单向约束试验中,随着温度的升高,砂岩Y,Z方向波速与温度的关系曲线基本成二次函数变化,X方向近似直线下降,700℃时砂岩波速降到了2.096km/s;双向约束试验中,砂岩3个方向的纵波波速随温度升高均呈直线下降;700℃时双向约束试验中砂岩纵波波速最多下降了51.793%,无约束试验中1 200℃时砂岩纵波波速最多下降了80%.高温作用后,岩石内部微结构发生变化,温度越高变化越大,主要表现为岩石内部水分不断蒸发,含水矿物的脱水、相变和岩石部分熔融,孔隙率增加,颗粒边界裂纹出现、发展、贯通,微裂隙产生、演化,矿物成分分解,胶结物强度降低,内部结构热应力扩散,矿物颗粒相互摩擦挤压等.     

综合判定方法在超声波测桩中的应用

本文讨论了声波各项指标在基桩测试中的应用,分析了原有规范在基桩超声波测试评定中的不足之处,提出了解决的办法。从理论上证明了波速、波幅在评定混凝土缺陷时是相互影响的,指出了各个指标对缺陷测试的贡献,提出了利用各个指标进行基桩质量的综合判定的方法,即在基桩超声波测试时应采用综合判定以达到评定结果的可靠性。     

岩石中声波衰减特性的理论与实验研究

本文从岩石试件在单轴压应力作用下的声波衰减现象出发,运用损耗介质的本构方程及粒子应力场理论,结合对含有裂隙岩石的有效弹性刚度系数的能量分折,建立了岩石介质中声波衰减特性与单轴压应力间的理论函数关系,即对较均质、致密的岩石,声波衰减系数比可近似地表示成应力的二次多项式关系。同时,声波衰减系数还与岩石的孔隙率、裂隙谱、弹性模量和泊松比等有关。最后,由实验数据证明本文所建立的声波在岩石中的衰减特性理论是合理的。     

高寒地区混凝土箱梁抗冻耐久性无损检测

为了提高高海拔寒冷地区混凝土箱梁无损检测标准的准确性,以高寒地区混凝土箱梁为研究对象,采用声波-回弹综合检测法,测试了高寒减水混凝土试件的纵波波速、回弹值以及抗压强度.根据标准测强曲线进行优化,建立新高寒地区混凝土强度预测模型.结合高寒减水混凝土试件的抗冻耐久性试验结果,建立高寒地区混凝土箱梁无损检测标准,并以甘肃省王...     

声波透射法测试路用气泡混合轻质填料的试验研究

基于声波透射测试原理,针对气泡混合轻质填料路基的验收评估,探索建立适用气泡混合轻质填料的无损测试方法,采用ZBL-U510型非金属超声检测仪对不同龄期、不同配合比、不同裂缝分布的气泡混合轻质填料进行超声检测试验。试验结果表明：超声检测仪输入脉冲宽度0.04ms,采样长度512点,采样周期0.4μs,发射电压500V时,检测速度及检测结果的稳定性较好;波速与龄期呈正相关,波幅随龄期增长先减小后增大,主频与龄期无明显相关性;波速与填料强度呈正相关,波幅和主频与填料强度无明显相关性;气泡混合轻质填料试块内部存在单条裂缝时,沿裂缝法向检测,波形图呈畸变现象,频谱图呈多峰现象,主频值衰减,沿裂缝切向检测,仅波形图呈畸变现象;存在多条裂缝时,裂缝数越多、裂缝形式越复杂,波形图越紊乱,主频值越低;建立了基于波速的强度预测模型、基于波速、龄期的强度预测模型和基于波速、配合比的强度预测模型,3种模型的强度预测值和实测值的误差均满足正态分布,并通过现场测试试验对模型进行了验证。基于声波透射原理建立的无损测试方法,可通过声参量判断气泡混合轻质填料强度以及填料内部是否存在裂缝等缺陷,该测试方法适用于室内测试试验,为气泡混合轻质填料路基现场测试中的应用提供了试验研究基础。     

通过波速的连续实时监测研究单轴压缩时脆性岩石的细观损伤过程和损伤机制

本文通过对一种脆性岩石(大理石)单轴压缩过程中不同方向波速的实时连续测量研究其细观损伤发展过程和损伤机制.试验结果显示,在单轴压缩过程中,由于试件内部损伤发展在不同方向上的差异,使得其波速逐渐呈现各向异性.为了描述轴向加载过程中波速的变化,我们提出了一个与试件内部各向异性裂纹演化相关的波速模型.在此基础上,通过横贯各向...     

管距对桥梁桩基超声波检测干扰影响分析

为了消除管斜对超声波检测的干扰影响,消除误判,需正确分析管距对桩基超声波检测干扰影响。通过实验和实际工程实例分析,提出管距是管斜时从分声测管沿着钢筋笼作圆弧滑动和从声测管沿着半径作径向移动靠近圆心两种情况下分析。当是前者时必然会使和它相关的两个管距一个增大另一个减小,从而会使这两个面的波速一个减小而另一个增大,第三个管距、波速和波幅都没有明显变化;而后者会使和它相关的两个管距都减小,从而会使这两个面的波速都增大,第三个面管距、波速和波幅都没有明显变化。     

超声波法检测混凝土缺陷的实验分析

为了提高使用超声波法检测混凝土内部缺陷的准确性,开展了对存在已知缺陷区的普通混凝土和钢纤维混凝土试块进行超声波检测实验.检测区域包括缺陷区和非缺陷区.通过对测得的波速、首波波幅、频率、波形等参数的对比分析,得出超声波在混凝土中传播时,其参数变化规律,并对其变化的机理进行了分析.结果表明,必须综合运用波速,首波波幅、频率、波形等各种参数进行分析,才能提高超声波法在混凝土缺陷检测中的准确性.     

各向异性岩体超声波测试试验研究

以厦门海底隧道为工程背景,开展一系列声波测试工作,研究了岩样内部裂隙及岩样致密性对声波参数的影响。研究表明:岩样内部的裂隙会对横波产生阻波效应,使横波波速在阻波效应发生的方向上波速明显降低,而对纵波波速则影响不大;松散的内部结构引起的几何弥散效应、反射等现象,不仅使横波和纵波的波速明显减小,而且会降低纵波的主频和振幅。     

云锡松矿矿岩特性的研究

通过大量试验,我们获得了松树脚矿岩石的强度、静弹性常数、动弹性常数、应力—应变曲线和扩容。所有试验均是通过单轴压缩下完成的。广泛采用了压缩、剪切和抗张试验。试件规格有5×5×5cm,5×5×10cm,Φ5×2.5cm。单轴压缩试验压缩方向平行于长轴。我们发现实际中因荷载形式不同,其岩体破坏优势没有单一的模式在试验中,我们研究了应力—应变曲线。研究岩石力学性质,最为普通的方法是通过对高为宽2倍的柱体进行轴向压缩得到的。大多数岩石应力—应变曲线都接近于线性形式。也就是说,应力—应变曲线满足关系σ=Εε。总应变等于三个轴向应变的总和εl+ε2+ε3。对于线弹性材料具有恒定的杨氏模量和泊松比,在压缩时总应变是直线变化且是正斜率,即由于ε1>|ε2+ε3|,总应变随压力增加而减小。当应力增加至强度的1/3～1/2值时,总应变开始偏离弹性材料的直线段。在临破坏前偏离直线的偏离量非常大,在这个压缩阶段岩石的总应变与线弹性材料的性质完全无关,即随应力增加,岩石体积有增大现象,也就是众所周知的扩容现象。在这种情况下,临破坏前,试件的侧向应变总和一定超过轴向应变值,即|ε2+ε3|>ε1,岩石试件在这种压缩试验下泊松比也不是常数。     

粉砂岩破裂过程中波速场演化特征试验研究

为探究载荷作用下波速场演化特征,进行了粉砂岩分级加载试验,以波速成像云图为研究对象,对岩石破裂过程中波速场的阶段性、区域性演化特征展开研究。结果表明:应用波速成像技术对岩石的探伤效果良好,其中,低波速带与裂纹位置相吻合,高波速带与完整基岩区域一致;岩石在破裂过程中,伴随着裂纹发育,波速场的平均波速值与结构相似性均持续降低,损伤程度的差异越来越大;基于K-means法将岩石区域划分为3类,即完整域Ⅰ、弱化域Ⅱ与损伤域Ⅲ;区域的演化特征体现了岩石的非均质性特性,并通过熵权法判定3类区域对岩石损伤程度的影响性排序为损伤域Ⅲ完整域Ⅰ弱化域Ⅱ。     

云锡松矿白云岩、大理岩特性的研究

一、松矿大理岩、白云岩简介松矿大理岩呈白灰色,间或局部有浅灰色,或略带紫红色,晶粒较粗且均匀,这次使用的试件全用钻机采取岩芯,所有试件内无明显的节理和裂隙,因此试件的加工未遇到什么困难。白云岩呈青灰色,它的结晶颗粒小而致密,但岩石中的节理裂隙比较发育,岩石的表面可明显的看到纵横交错的裂缝,正因为这样,用钻机采取岩芯完全不成功,不得已只好撬大块用以制作试件。节理裂陈的存在不仅减弱了岩石的强度,而且岩石表现出了明显的各向异性,特别是节理,裂隙不甚发育时,岩石的各向异性表现更为突出;当裂隙、     

高温石灰岩纵波波速的实验研究

通过对石灰岩试件常温至800℃高温过程中的物理特性及声学特性进行实验研究．结果表明,高温后由于水分的挥发、矿物水化物、有机物的分解石灰岩试件的质量逐渐减少．石灰岩试件尺寸的变化主要是物理变化以及部分化学变化引起的．随着温度升高,石灰岩试件的纵波波速逐渐减小,纵波波速的衰减在500℃以前较小,在500℃以后衰减增大．因为500℃以前石灰岩结构较密实,孔隙的直径、数量较少,对纵波的影响较小,纵波速度衰减也较小;500℃以后结构较疏松,孔隙数量增多、长度加大,纵波衰减也较大．500℃是石灰岩试件尺寸、质量、纵波衰减变化的一个分界点．     

岩芯卸荷扰动的声学敏感性试验研究

国内外学者广泛认为原位岩体的纵波波速小于其中岩块的波速,且岩体愈破碎小得愈多.这是将岩体与岩块纵波波速比的平方定义为岩体的完整性系数并写入现行规范的认识基础.然而在部分工程围岩声波测试中却发现,用通常手段得到的大部分岩体的测井波速反而大于岩芯波速.本文围绕声波速度、岩性、坚硬程度、裂隙特征、胶结程度、完整程度、地应力情况对某地铁隧道工程基岩20余个钻孔150余块岩芯进行多种手段的对比研究和综合分析,探讨了岩芯卸荷扰动的声学敏感性及其影响因素.     

声波CT在防空洞探测中的应用

介绍了声波层析成像技术(声波CT)的基本原理,并以某水电站大坝建基面下的防空洞探测为实例,利用声波层析成像技术反演确定了该部位的波速分布情况,根据波速分布划分出波速异常带,确定了防空洞的空间展布范围与规模,为后续处理方案提供了科学的依据。