声波法测定岩体的完整性系数

1、岩土工程测试技术 声波法测定岩体的完整性系数,姓名：* 学号：* 专业：矿业工程,目 录,wuhan university of science & tech,一、基本概念,岩体完整性系数kv(也称“龟裂系数”) 定义：岩体中弹性波纵波传播速度与岩块中弹性波纵波传播速度比的平方。 式中， vml为岩体纵波速度， vcl为岩块纵波速度,wuhan university of science & tech,二、试验目的获取岩体kv值,1、判断岩体中裂隙发育程度，对岩体进行完整程度划分： 2、计算准岩体准强度 准岩体抗压强度 准岩体抗拉强度 3、计算岩体基本质量指标（bq） bq=90+3cw+25

2、0 kv （式中，cw为岩石单轴饱水抗压强度） 从而进行岩体质量分级,wuhan university of science & tech,三、试验原理,1、岩石弹性波理论 vp/ vs 一般在1.61.7之间。 2、声波在含解理裂隙的岩体内的传播特性 绕射,wuhan university of science & tech,根据岩石弹性波理论，在岩体介质中，纵波波速约为横波波速的1.61.7倍，所以可以利用声波探测仪测定纵波在材料中的传播速度。 岩体中往往包含有各种层面、节理和裂隙等结构面，岩体中的这些结构面在动荷载作用下产生变形，对岩体中的波动过程产生了一系列的影响，如反射、折射、绕射和

3、散射等。尤其是绕射，声波遇到岩体中的裂隙时发生绕射，影响走时，裂隙愈多速度就越小,wuhan university of science & tech,四、仪器设备,钻石机、锯石机、磨石机、车床等； 测量平台； 岩石超声波参数测定仪； 纵波换能器,wuhan university of science & tech,五、试验内容,5.1 室内岩块的纵波速度vcl 的测定 测试示意图,wuhan university of science & tech,5.1.1试件制备,试件可用岩芯或岩块加工制成。 尺寸要求： 圆柱体直径4854mm之间； 含水颗粒的岩石试件的直径应大于岩石最大颗粒尺寸的10

4、倍； 试件高度与直径之2.02.5. 精度要求： 试件两端面不平整度误差不大于0.05mm； 沿试件高度的直径误差不大于0.3mm； 端面与轴线垂直偏差不大于0.25,wuhan university of science & tech,其它要求： 试件数量不应少于3个； 试件描述应包含的内容：岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度等,wuhan university of science & tech,5.1.2试验步骤,第一步：制备试件：制备，描述等； 第二步：测定纵波传播时间tcl ：用凡士林或黄油耦合； 第三步：测定设备零延时t0。 第四步：数据整理 式中， vcl为岩块中纵波速度；

5、 l为试件长度,wuhan university of science & tech,5.2岩体纵波波速声波vml现场试验,现场测试示意图,wuhan university of science & tech,试验步骤： 1.布置测点：对于大范围岩体，宜采取多孔布设 2.量测距离：l 3.测定岩体纵波传播时间:tml 4.测定设备零延时： t0 5.数据整理：利用下面公式计算岩体中纵波速度,wuhan university of science & tech,六、试验结果,将室内试验获得的岩块中纵波速度 vcl 和现场测得的岩体中纵波速度vml 代入下面公式中，就算得到岩体完整性系数(龟裂系数) kv,wuhan university of science & tech,