基于声波频谱特征的岩体爆破累积损伤效应分析

为深入揭示岩体爆破累积损伤效应及其与岩体声学特性之间的内在联系,在某地下工程围岩中进行了10次小药量爆破,并开展了岩体损伤现场声波测试。基于快速傅立叶变换(FFT),探讨了声波在爆破损伤岩体中传播时的衰减特性,分析了声波主频、频域内最大振幅等岩体声学参数随爆破次数不断增加的变化特性,同时探讨了围岩松动圈厚度、声波换能器间距、爆心距等因素的影响。研究结果表明,随爆破次数增加,岩体爆生裂隙不断增加和扩展,声波信号中的高频成分不断被吸收,低频成分所占比例增加,主频向低频方向偏移,频谱曲线畸变程度增加;声波主频比和频域最大振幅比均呈非线性降低趋势,频域最大振幅比对岩体爆破损伤的敏感性高于声波主频比;随爆心距增大,岩体声波频谱变化程度逐渐减弱。声波换能器间距越大,声波主频变化越大,频域内最大振幅衰减变化越显著。研究成果对于丰富和完善岩体爆破累积损伤效应声学研究方法具有一定的参考意义。     

适用于检测冻土的超声波测试系统的设计与研制

超声波波速测试作为一种无损检测已经广泛应用到岩土工程行业,该测试方法也是获得岩土体物理力学参数的有效方法.目前鲜有关于冻土的声波测试的技术和方法的报导,已有的冻土声波测试都是在垂直方向上忽略换能器的质量并在常温下快速测试声波通过时间,难以满足测试精度.鉴此,在购置常温声波测试主机的基础上,充分考虑冻土对温度敏感的特性、换能器在水平方向的测试以及土样与换能器之间的耦合程度,设计了一种适用于多种类型的冻土超声波换能器支架和恒温箱的测试系统,恒温箱意在提供适合不同温度下土体的测试环境（-30℃～+30℃）,换能器支架可供低温、提供多种尺寸冻土试样的横波和纵波的测试平台.为避免垂直测试中换能器和土样自身对测试的影响,除了支架提供水平测试平台外,在调节换能器与土样接触距离的螺杆顶端放置应变片测试冻土样与换能器之间的接触程度以提高冻土声波波速的测试精度.利用该测试系统对不同负温下冻土样品进行测试,数据结果证明了该测试系统的实用性和良好的测试精度.     

82-01C型岩石超声横波换能器技术性能及其使用方法

1983年5月本所岩土声学特性实验室研制的82-01A型岩石超声横波换能器通过了技术签定,近来又进一步改进研制成功了性能更好的82-01C型岩石超声横波换能器,目前己由本所工厂批量生产供有关单位使用。为使这一成果迅速推广应用,特对该换能器的技术性能和使用方法作一些介绍,以供参考。     

82—01C型岩石超声横波换能器技术性能及其使用方法

1983年5月本所岩土声学特性实验室研制的82—01A型岩石超声横波换能器通过了技术签定,近来又进一步改进研制成功了性能更好的82—01C型岩石超声横波换能器,目前己由本所工厂批量生产供有关单位使用。为使这一成果迅速推广应用,特对该换能器的技术性能和使用方法作一些介绍,以供参考。     

水泥土单轴抗压强度与波速关系试验研究

介绍了水泥土抗压强度的声波探测技术，研究分析了水泥土单轴抗压强度与纵波速度、横波速度的关系，并对试验结果进行了回归分析。试验结果表明，用声波技术对水泥土的质量进行检测是切实可行的；水泥土的单轴抗压强度与纵波速度、横波速度之间确实存在相关关系；水泥土的单轴抗压强度越高；波速越高；单轴抗压强度为波速的函数，二者呈指数函数关系。     

一种新型的工程岩体探测震源──超磁致伸缩声波发射器

针对工程岩体质量快速精细检测中极为关键的震源问题，提出并采用新型的超磁致伸缩材料，研制成一种特殊的工程岩体探测大功率声波震源系统，并成功地应用于工程岩体的探测之中。文章系统地介绍了超磁致伸缩材料的特性及其声波发射器的设计制作思路以及应用情况，并给出了实例。这种新型的震源具有小体积、大功率、高频率、短余振等优点，在工程岩体检测中有着其它现有各种震源不可替代的作用，是一种十分理想的探测震源。该震源系统除直接应用于工程岩体的地面检测之外，还有着十分广阔的应用前景。     

用声波进行钻探岩石分级的研究

声波检测技术是近十几年发展起来的一种新的检测方法，应用领域不断扩大。从一九八一年开始，地质矿产部地质博物馆和水文、工程地质技术方法研究队协作，在河北、山东、浙江、黑龙江、陕西等省，开展了岩心声波检测的试验研究工作，利用纵波速度进行钻探岩石分级、定级；又开始了横波速度检测，求取岩石动弹性力学参数，与岩石可钻性找相关关系，均取得初步的实用效果。     

SSJ-1型声波测井仪及应用

声波探测技术,七十年代以来已在我国许多工程中加以研究应用和推广。我队1977年研制成ssJ-1型数字声波测井仪及“一发双收”声波测井换能器。它可以了解地表声波探测所无法了解到的深部地层分带以及节理裂隙、断层等结构面的存在位置及其自然状态,为地质钻探补充了可靠的地质资料。 尽管声波测井在石油物探方面已有较多的应用,但在工     

声波检测技术在水电站开挖坝基岩体评价中的应用

坝基开挖中,声波测试技术作为简易手段可快速评价岩体质量。以某水电站为例,结合现场勘查,通过声波测试,揭示岩体风化程度,爆破松弛带和岩体质量。结果表明,岩体随深度增加受风化影响渐小,深部岩体几乎不受风化影响,岩体质量较高;利用声波波速对不同深度岩体进行的等级分界,为工程施工和防护措施提供了依据。     

CYC—4A型岩石超声检测仪简介

地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究队研制的CYC-4A型岩石超声检测仪,已于1983年11月通过了部级鉴定。该仪器在技术性能上以及配套的BPFT型系列超声换能器,都达到了国内先进水平。现已批量生产投入使用。该仪主要用于测试岩石试件的纵波及横波声速,亦可测其它固体材料,以及工程设计中不可缺少的岩石弹性力学参数如:动弹性模量、泊桑比等。在配用瞬态记录器,尚     

某地下工程围岩的声波频谱特性

对某地下工程围岩进行声波测试,利用FFT方法进行信号的频谱分析,得到围岩声波的频谱特性。结果表明,声波传播过程中携带了反映岩体固有特性的信息,声波的频谱在一定程度上反映了岩体的结构、构造、完整性等特征;完整岩石的声波频谱以高频为主,裂隙岩体的声波频谱以低频为主;比较岩石与岩体声波测试的频谱差异,可对岩体质量的好坏进行判断。     

岩体声波探测技术的应用

一、概述岩体声波探测技术是为解决工程施工和设计发展起来的，七十年代初，我国声测技术用于地下工程，到目前为止已有四、五百个单位应用了这种技术。岩体声波探测主要用来探测地下硐室围岩松动范围；对工程围岩进行分类及稳定性评价；测定岩体物理力学参数，检测一些工程的施工质量等等。过去岩体物理力学参数及有关地质特征的测试方法，主要是建立在静力学基础之上，这种方法虽然直观、明确，但耗费大量人力、物力和财力，测试周期长，难度也比较大。采用声测技术加快了探测速度，测试受外界条件干扰小，     

不同损伤程度下岩石力学参数变化的声波测试

声波波速变化可有效表征岩体损伤程度。通过对岩样进行人工预损,利用声波检测标定岩样的不同损伤程度,然后通过三轴压缩试验来研究不同损伤程度下岩石的力学特性,建立了声波速度下降幅度与岩体力学参数变化幅度间的关系。研究表明,当岩样的声波速度下降5%～8%时,黏聚力c值降低15%～25%,内摩擦角? 值则升高14%～32%,因此,用声波速度的下降幅度来描述岩体参数的变化是可行的。根据现场实测的岩体损伤区内的声波速度的变化值,可以从一定程度上估计岩体参数的跌落情况,从而更进一步地说明损伤区内岩体的承载力。     

坝基岩体单孔声波对比测试异常问题分析

声波测井技术在岩土工程领域的运用已经有较长的时间,它在岩体质量验收、灌浆质量检测、爆破控制校验等方面具有独特的优势,因此成为工程技术人员颇为青睐的勘探手段。但是由于测试人员对声波测井技术原理不清楚以及测试流程不规范等原因,导致声波测试过程中出现与常理相悖的测试数据异常问题。这些问题的存在,对获取岩体质量信息造成了一定的干扰,同时也给声波测试资料的可靠性带来质疑。本文结合具体工程中的实测声波资料,针对常规岩体单孔声波对比试验获得的波速曲线中存在的整体性异位或升降等异常现象,通过对比不同试验阶段的声波测试曲线,阐述单孔声波对比测试曲线异常的具体表现及典型特征,分析产生测试异常的主要原因,并提出相应的解决方案或措施。研究结果表明:声波对比测试异常实质上是试验操作不够规范的问题,其中对比声波曲线的整体性异位主要是由采样偏差造成,属于线性系统误差,可以通过增加对比单元长度、提高岩体重合率等措施进行补救处理; 而声波曲线的整体性不均匀升降则与耦合流体的纯度有关,属非线性系统误差,难以进行补救校正,因此规范测试流程是避免出现该类异常的唯一途径。本成果为运用声波测井技术解决相关问题时避免或消除声波对比测试异常提供了参考和借鉴,具有重要的工程指导意义。     

岩体声波测试在煤矿巷道工程地质研究中的应用

运用岩体声波探测技术测定了淮北芦岭煤矿巷道围岩松动圈,进行了围岩稳定性分类,为芦岭煤矿今后的巷道支护设计提供了依据,认为岩体声波测试是煤矿井巷工程地质研究定量化的重要手段,值得应用推广.     

洞室声波测试及数据处理技术

洞室声波测试是为获得准确、详细的岩体物理学参数,而在洞室内进行的一系列声波测试方法,通过计算和观察岩体声波速度的量值变化和分布规律,对岩体工程特性进行了评价,并了解洞壁岩体因施工开挖引起的松弛状况,还可以与岩体变形试验成果结合建立起动静态弹性模量之间的对比关系。     

注浆质量声波检测专家系统的研究

注浆技术被广泛应用于岩土工程的各个领域中,并取得了引人瞩目的成就。然而,注浆质量检测的研究,至今尚未取得突破性进展,而注浆质量的检测是保证注浆质量和提高注浆技术水平的关键。为提高注浆质量检测精度和可靠性,本文将人工智能技术和声波测试技术结合起来,应用于注浆质量的检测中,研制了注浆质量声波检测专家系统,并在实验室和现场做了相关的试验。证明了专家系统的可靠性。      

含水率对页岩动态弹性力学性质的影响研究

声波测试是研究岩石动态力学性质的一种重要的无损检测方法。在有机质丰富的页岩中,页岩的力学性质受含水量、岩石层理、总有机碳含量(TOC)和微观结构变化的影响。本研究在声波测试前,首先使用CT扫描技术对鹰滩页岩的每组测试样品进行扫描,对实验样品的完整性进行筛选,利用核磁共振法(NMR)测定样品的含水率。然后利用超声波脉冲传输技术在不同围压下对每组测试岩心进行声波测试。测试后,利用X射线衍射(XRD)分析了样品的矿物组分,利用扫描电子显微镜(SEM)对微结构进行了表征。研究结果表明:围压和含水率对纵波(P波)和横波(S波)速度均有显著影响,两种速度都随着围压的增加而增加。含水率的增加会降低横波与纵波的波速,含水率对横波速度比纵波速度的影响更大。含水率降低了杨氏模量和剪切模量,增加了体积模量、拉梅参数和泊松比。分析表明,引起岩石力学性质含水率变化的机制可能是粘土-水相互作用、化学反应和毛细压力变化的综合结果。     

超声探测技术在天然气水合物模拟实验中的应用

为了解不同介质中天然气水合物的声学特性,在特制的高压反应釜中分别进行了纯水、松散沉积物和岩心中甲烷水合物的生成和分解的模拟实验,同时应用超声技术进行了探测。在纯水-甲烷体系中,声波速度的变化主要受温度的制约,水中生成的絮状水合物并没有使声波速度发生明显变化;在纯水-松散沉积物-甲烷体系中,声波速度和系统主频的变化灵敏地反映出体系内水合物的生成和分解;在纯水-岩心-甲烷体系中,随着水合物的生成,纵波速度、横波速度以及纵波幅度均增大,这说明纵波和横波的速度随着孔隙度的减小而增大,而纵波幅度的衰减则随着孔隙度的减小而减小。实验结果显示,超声探测是天然气水合物模拟实验中的一项有效的探测技术。     

变频长脉冲振源岩体声波探测方法

岩体声波探测方法在工程勘测中已得到广泛的应用。但是,目前所普遍使用的方法满足不了工程勘测中希望提供精度更高和更多有用参数的要求。例如希望在有较大的穿透距离的前提下,能有效地分辩出各反射界面的回波并准确地测定它们的到达时刻等。变频长脉冲振源岩体声波探测方法是针对这一要求而提出的。变频长脉冲振源岩体声波探测方法是通过向岩体发射一个线性调频的长脉冲声波信号,而将接收到的携带着多个信息的接收波形,应用脉冲压缩技术将相互叠加的长脉冲波形压缩