粘性土物理力学性质与超声波波速关系的试验研究

含水量W和压缩系数α是粘性土的主要物理力学性质指标。运用HTY-C型超声波参数测定仪,测定了南京市河西地区不同状态粘性土的超声波波速值,对比得到其与含水量W和压缩系数α变化关系。试验研究结果表明:粘性土的纵波波速值随含水量的增大而增大;而横波波速值与含水量的相关性较差;在相同含水量下粘性土的纵横波波速值的比值之间呈线形关系;一定含水量条件下,粘性土的纵波波速与压缩系数之间呈指数函数关系,横波与压缩系数之间呈线性关系。     

人工冻土声波参数试验研究

用ＳＹＣ－２型声波探测仪，对取自淮南矿区井下冻粘土，冻砂土进行了测定。其声波纵横波速振幅衰减系数及动弹模与冻土温度、含水量、容重的关系均用于幂指数形式较好地描述。其中容波速，动弹模及振衰减的影响最大；其次为温度、含水量；冻土振幅度衰减系数对其物理参数变化的敏感性大于波速。另外还研究了冻粘土与冻砂土怕波特性差异、截载大小及加载时间对冻土怕特性影响。     

高岭土容重,含水量,结构特性与声波速度及动力学参数相关性的实验研究

本文叙述了高岭土的物理力学特性与声波速度及动力学参数相关关系的室内实验研究,着重探讨了高岭土容重、含水量与纵波速度、横波速度及动弹性模量,动剪切模量之间的关系,并给出了它们的关系式。此外还分析了高岭土结构特性对声波速度及动力学参数的影响。     

哈密地区砂岩地震波速的实验研究

岩石的地震波速是区域构造研究和浅部地震勘探的基础。哈密地区是我国重要的产油区域之一,但目前仍缺少地震波速方面的基础资料。这是在实验室条件下模拟了深层环境,分析了四组哈密地区砂岩样品的波速与压力之间的关系。结果表明:随着压力增加,砂岩样品的纵横波速度以对数关系增加;砂岩的孔隙度影响波速的变化速率;砂岩地震波速的滞后效应主要表现为:在相同压力下,降压过程中的波速大于升压过程中的波速;高压下的波速接近于用空间平均模型计算的理论波速。实验所得的波速数据与哈密地区的测井数据解释相吻合,其可以作为判断油层、水层和干层的辅助条件。     

莺琼盆地岩石弹性物性规律的研究

利用岩芯实验室测试数据、全波列测井数据和地震资料对莺琼盆地纵横波地震参数及衍生参数的变化规律进行了详尽地分析和研究。含气岩芯的刚性模量、纵横波速度比和泊松比比含盐水岩芯的低得多;砂岩的纵横波速度比和泊松比比泥岩的低得多。当地层埋深超过2500m时,纵横波速度比、泊松比基本不受深度的影响。岩石密度和孔隙度的相关性很好;含盐水岩芯的纵横波速度比与孔隙度的相关性很差;含气岩芯的纵横波速度比与孔隙度的相关性稍好于含盐水岩芯;高温高压状态下的纵横波速度比和泊松比的变化也是有规律的。     

苏鲁-大别超高压变质岩的弹性力学性质与密度的关系

我们采集了31块来自中国大陆科学钻探(CCSD)主孔和预先导孔岩芯以及29块苏鲁-大别地区地表露头的典型超高压变质岩,在10～850 MPa的静水压力和室温下测量了60块标本的P波与S波速度,分别建立了纵横波速和围压之间的定量关系,并在此基础上计算了不同压力下各岩石标本的弹性参数即杨氏模量(E)、剪切模量(G)、体模量(K)和泊松比(v),着重探讨了超高压变质岩的弹性力学性质与密度之间的关系.这些最新成果将为超高压变质岩地区以及新老俯冲带地震波资料的解释提供关键的理论和实验基础.     

场地波速测量资料处理的小波变换方法

在场地波速测量中,由于噪声等因素的影响,很难准确识别P波、S波的初至时刻,致使波速结果存在很大的误差。本文给出了一种基于小波变换的波速测量的新方法。该方法利用波动信号的小波变换与弹性波群速度的关系准确识别弹性波初至时刻。弹性波小波变换的峰值时刻代表着以群速度传播的弹性波的初至时刻,使P波、S波的初至时刻的确定具有明确的物理意义,波速的结果准确、可靠、稳定。此外,利用波动信号的小波多尺度分析,还可以确定地层中传播的弹性波的频散特性。最后,该方法在场地波速测量的实测信号的应用表明,该方法可准确确定P波和S波速度。     

基于岩石物理模型的页岩孔隙结构反演及横波速度预测

准确预测储层的等效孔隙纵横比对页岩储层岩石物理建模及横波速度预测具有重要意义。为分析页岩储层孔隙纵横比及预测横波速度,提出了基于岩石物理模型的页岩孔隙纵横比反演及横波速度预测方法。本文首先通过岩石物理模型建立岩石的纵、横波速度与孔隙纵横比、孔隙度和矿物组分等参数之间的定量关系,寻找最佳孔隙纵横比;然后通过使理论预测与实际测量的纵波速度之间误差达到最小的方式反演孔隙纵横比,并以此为约束预测横波速度。实际测井数据反演结果表明,龙马溪组页岩地层的孔隙纵横比稳定,而围岩的孔隙纵横比变化范围较大;说明与围岩相比,页岩的孔隙结构更为稳定。同时,预测得到的页岩横波速度与实测横波速度的误差较小,另外对于缺少矿物组分资料的页岩层段,用平均矿物组分预测得到的横波速度误差仍较小;说明与矿物组分相比,龙马溪组页岩的纵、横波速度对孔隙纵横比参数更敏感。综上所述,利用该方法可预测到较为准确的等效孔隙纵横比和横波速度。     

砂土应力诱发弹性波速各向异性的试验研究

针对砂土弹性模量的各向异性,利用安装在试样上的竖向和水平向弯曲元波速传感器,研究了不同应力状态下丰浦砂试样不同方向的压缩波（P波）和剪切波（S波）波速特征,确定了表征砂土纵观各向异性的弹性刚度矩阵,并探讨了砂土试样中波速各向异性程度随应力状态的演化规律。研究结果表明：在等向应力固结下,丰浦砂试样中不同方向的波速均与围压呈幂函数关系,且存在明显的初始各向异性,试样中沿水平向传播的波速小于沿竖直向传播的波速;在三轴压缩不等向应力固结下,沿竖向传播的弹性波速随竖向应力和水平向应力比值的增加而增加,沿水平向传播的弹性波速随应力比的增加先保持不变后衰减。随着应力比的增加,砂土试样中应力修正后波速的各向异性程度先变化不大后逐渐加剧,这一现象与砂土微观组构的演化有关。     

岩石孔隙流体对纵横波速度影响的实验研究及意义

我们用ＭＴＳ的超声波测试系统研究了地表岩样饱和水及孔隙压力对纵横波速度的影响。在实验研究中,分别在常温常压条件下测量了干燥岩石和完全饱水岩石的纵横波速度,并在模拟地层条件下,测量了岩石纵横波速度随孔隙压力的变化。实验结果显示：（１）岩石完全饱和水后,与干燥时相比,纵波速度将明显增加,最大可增加３０％,且岩石在干燥时的纵波速度越低速度增大的比例越大,但纵波速度增大的比例与孔隙度无明显关系。饱水前后横波速度几乎保持不变。（２）在模拟地层的温压条件下,当孔隙压力由低到高,纵横波速度均将线性减小,且横波速度比纵波速度下降的比例更大。据此,得到了识别地层异常高压和地层含气的地震速度标志。     

Relations between Sound Wave Velocities and Physical Properties of Quartz Sands

The correlations of sound wave velocities and physical properties of quartz sand with different grain size were investigated through laboratory tests. Emphases were put on studying the relationship between density, water content and longitudinal and shear wave velocities. The equations which show the correlation of density, void ratio and longitudinal and shear wave velocities, and with water content as a parameter are given in this paper. In addition, the monotonic relations of density, void ratio and sound wave velocities for sands with different water content are also presented.     

钙质砂压缩波速与物理性质参数关系研究

开展钙质砂纵波波速与物理性质参数关系的试验研究,对珊瑚礁地基无损检测及工程物探具有重要的理论指导意义和工程应用价值。控制试样的物性参数状态,利用制样装置进行波速测量,揭示钙质砂纵波波速与物性参数的相关关系。试验结果表明：含水率是影响纵波波速的主要因素,与纵波波速呈二次函数关系。CT扫描结果表明,试样粒径越大,颗粒内部孔隙越丰富,这导致试样孔隙比越大,波速故而越小,与粒径、孔隙比呈负相关关系。在密实度相同、不均匀系数不同时,级配良好的砂样纵波波速差异不大。经过侧限压缩后,含水率一定时,粉土纵波波速与孔隙比呈二次关系,且与密度呈良好的线性关系。利用粉土易压缩且与纵波波速紧密变化的特点,可积极探索声波在粉土地基密实度检测的工程应用。     

注采参数对松辽盆地干热岩物理力学及波动特征的影响

为探究注采参数对松辽盆地干热岩物理力学及波动特征的影响,对不同注采参数下高温遇水冷却后花岗岩进行纵、横波波速测试试验和抗压强度试验。分别考虑注采参数（岩样温度、水温、高温遇水循环次数） 与岩样物理力学特征（外观形态、峰值强度、弹性模量、泊松比）、波动特征（纵、横波波速） 的关联性,建立不同注采参数下力学特征与波动特征拟合曲线,并研究搁置过程中不同岩样温度、不同水温条件下岩体物理力学及波动特征变化规律。研究发现：（1） 搁置初期,岩样温度越高,质量、纵、横波波速、弹性模量降幅越大;水温升高,质量、纵、横波波速、弹性模量降幅先增大后减小。（2） 对采热过程中岩体物理力学及波动特征影响由大到小的注采参数依次为靶区温度、注水循环次数、注水温度。提升岩样温度、增加注水循环次数,岩样力学与波动特征均逐渐下降,提高注水温度变化规律与其相反;经历600℃高温,岩样纵波波速、横波波速、峰值强度、弹性模量降幅分别达到53.44%、58.02%、66.56%、79.84%,高温遇水循环5 次 后降幅依次达到33.61%、33.63%、34.22%、56%。（3） 影响岩样力学与波动特征关联性的注采参数由大到小依次为岩样温度、高温遇水循环次数、水温。此研究能够为松辽盆地热采注采参数的选取提供一定参考。     

干湿过程中膨胀土最大剪切模量及其预测

为了研究膨胀土在天然环境下的动力特性,本文利用装有弯曲元的三轴仪对南阳膨胀土原状样和重塑样进行了最大剪切模量的测试试验。试验包括在不同围压下的饱和原状南阳膨胀土最大剪切模量测试;将初始干密度相近的原状样和重塑样分别进行脱湿和吸湿,量测整个过程中最大剪切模量的变化,并结合孔隙比进行分析。试验结果表明:饱和南阳膨胀土的最大剪切模量随着围压增大而增大;脱湿过程中南阳膨胀土最大剪切模量与含水率关系曲线要高于吸湿过程的曲线,即最大剪切模量与含水率关系存在滞回特性,这主要是吸力作用的缘故;初始干密度相近条件下原状样的最大剪切模量比重塑样的要小,这是由于原状样内部存在较多大孔隙。本文最后对饱和土最大剪切模量公式进行改进,使之适用于非饱和原状南阳膨胀土最大剪切模量的预测。     

Soil void ratio correlation with shear wave velocities and SPT N values for Indo-Gangetic basin

In this study attempt has been made to understand in-situ void ratio in Indo-Gangetic basin (IGB) and to form empirical relations between void ratio and shear wave velocity (V_s), N values considering subsoil investigation data. Multichannel analysis of surface wave (MASW) test and standard penetration test was carried out along with soil property measured at 25 locations. The general soil profile varied from silty sand to clay of low compressibility, ground water level fluctuated between 1-27 m, depth of borehole varied from 20-40 m. Regression analysis was conducted on 202 data sets of void ratio and shear wave velocity, 293 data sets of void ratio and SPT- N value, which resulted in inverse correlations between void ratio and V_s, SPT N value. The datas were segregated into fine, coarse grained data based on engineering classification and relations were developed separately. Until now, no studies have related in-situ void ratio to V_s and SPT N. These correlations will be useful to predict void ratio for sites having measured values of V_s and N value. These void ratios can be further used to assess liquefaction susceptibility.     

CONSOLIDATION AND SEDIMENTATION-COMPRESSION STUDIES OF A CALCAREOUS CORE, EXUMA SOUND, BAHAMAS

SUMMARY
A comparison is made between the void ratio and pressure relationships resulting from a laboratory consolidation test and a sedimentation-compression computation on a short core of calcareous mud or ooze of low plasticity. Geo-technical measurements of grain size, bulk density, Atterberg limits, water content, vane shear strength, pore-water salinity, and carbonate content are graphically related to depth in the core. Results of the laboratory consolidation test on this material differ markedly from the in-place relationship between void ratio, or water content, and the effective overburden pressure, or burial depth, shown by the sedimentation-compression curve. The previous maximum consolidation pressure, based on laboratory consolidation test data, is about 60 times greater than the computed in-place effective overburden pressure. An explanation for this difference would include the different magnitudes of time available for consolidation, cementation occurring in-place, and orientation of the constituents. It is suggested that results of the consolidation test on carbonate muds or oozes should be interpreted with caution for geological and engineering purposes.     

非饱和土吸力预测的进化神经网络方法

利用遗传算法和神经网络,基于不同类型,不同条件下非饱和土的吸力测试数据,建立了一种以含水量为主要因素,耦合密度、初始含水量、先期固结压力、孔隙比5个因素的吸力预测模型。预测结果分析表明,所建的模型能很好地拟合试验结果,从而,验证了该模型的合理性和可行性。     

南宁盆地第三系泥岩物理性质与强度关系的研究

根据南宁几大工程的泥岩物理试验参数,分析了南宁盆地第三系泥岩物理指标与强度的关系,得出物理指标与强度之间具有近似的单一关系,抗剪强度随含水量、孔隙比的减小而增大,而随干重度趋势的增大而增大。     

真三轴条件下Q3原状黄土的力学特性

为了模拟实际工程中黄土在不排水条件下的破坏,在控制含水率不变条件下,利用非饱和土真三轴仪对不同初始吸力非饱和原状黄土进行了等向固结试验和不同中主应力参数b值的剪切试验,研究了非饱和原状黄土的力学特性。研究结果表明：真三轴等向压缩屈服应力随着初始吸力的增大而增大,吸力随着净平均应力的增大而减小,净平均应力对吸力的影响程度随着初始吸力的增大而增大。不同 值条件下,广义剪应力和净平均应力破坏状态线近似呈平行直线关系,广义剪应力和有效净平均球应力试验点可归一为饱和土的排水剪切破坏状态线;剪切破坏时吸力随着b值的增大基本呈线性增大趋势;孔隙比和净平均应力对数临界状态线近似呈线性平行关系,其斜率比饱和土大,且大于等向压缩屈服前的斜率;非饱和土孔隙比和有效净平均球应力对数临界状态线与饱和土的临界状态线近似呈线性平行关系;不同净围压条件下,不同 值非饱和土与饱和土的破坏状态孔隙比的比值与气体饱和度的试验点分布于1.0～1.2的直线带内,但同一净有效球应力条件下可以归一为一条非线性曲线。