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文档简介
声波法测试巷道围岩松动范围,一、岩体弹性波速与岩体种类、岩石密度和生成年代有关 -岩石密度越高,波速越大。,回归关系:,二、岩体波速与岩体中裂隙或夹层的关系 弹性波在岩体中传播时,遇到裂隙,则视充填物而异。若裂隙中充填物为空气,则弹性波不能通过,而是绕过裂隙断点传播。在裂隙充水的情况下,声能有5可以通过,若充填物为其他液体或固体物质,则弹性波可部分或完全通过。弹性波跨越裂隙宽度的能力与弹性波的频率和振幅有关.,1)频率越低,跨越裂隙宽度越大,反之越小。,2) 裂隙数目越多,则纵波速度越小,3)岩体的风化程度越高,弹性波的速度越小,4)夹层厚度愈大,弹性波纵波速度愈低,三、岩体波速与岩体的有效孔隙率及吸水率有关,一些岩石的纵波速度与有效孔 隙率n之间的关系见图3-9所 示。 从图中可以看出: 随着有效孔隙率的增加, 纵波波速急剧下降,图3-10表示了纵波波速与吸水率之间的关系。,从图中可以看出: 随着吸水率的增加,纵波波速急剧下降。,四、岩体波速与各向异性性质有关,岩体因成岩条件、结构面和地应力等原因而具有各向异性,因而弹性波在岩体中的传播速度、岩体动弹性模量等也具有各向异性。,可见,平行层面纵波波速,大于垂直层面波速。,平行岩层面的动弹模大于垂直岩层的动弹模。,压力愈大,纵波波速各向异性系数愈小。,(各向异性系数),五、压应力对弹性波传播的影响,(一)室内测试的结果 压应力,对岩石弹性波的波速和动弹性模量有一定的影响,受力状态可分静水压缩、三向压缩和单向压缩,量测方式可分为平行或垂直于最大应力。,基本规律相同,即在低应力区纵波波速增长很快,随着应力的增大,增长减慢,趋于常值。,与压应力垂直方向上的纵波波速,随应力增长而减小(波传动方向上受拉应力),(二)现场量测的结果及应用,测量时,在巷道断面选几个主要部位,垂直岩壁向围岩内打孔,采用一发双收圆管式换能器测量孔内不同深度的声波速度,作出速度-深度曲线,根据统计资料得出的正常岩体波速,划分出三个圈带(如图1、图2)。,图1 围岩松动圈及其对应的速度-深度曲线,图2 围岩松动圈声波探测示例,图3-13 兖矿集团东滩煤矿43岩集运声波测试结果,图3-
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