无损检测技术 课件 4.2超声透射法测定岩体波速

无损检测技术超声回弹法检测混凝土强度CONTENTS知识基础任务分析一二目录二三检测流程

任务引入

受某隧道工程建设项目业主委托，有一批岩石样品需要进行波速检测，以评定岩石综合性能，所有样本均已命名及编号。教学目标思政目标通过引入“交通建设发展”新理念——质量、安全思政元素，培养学生对树立“工程质量、终身负责”的理念01熟悉超声透射法测定岩石波速的目的、意义及适用范围；掌握超声透射法测定岩石波速的试验步骤及注意事项；掌握检测测区确定方法、测点布置要求.02会查阅检测规程、公路工程质量检验评定标准；能正确使用仪器；会确定检测的测区、布置测点；会数据采集及分析软件、分析波形，判定岩土材料回弹模量具检测报告03具有严格遵守安全操作规程的态度，具备认真的学习态度及解决实际问题的能力；具有严谨、认真负责的工作态度04技能目标知识目标素质目标一、知识基础

岩体的弹性波速度是岩体物理力学性质的重要指标，与岩体质量的一系列地质因素有着密切的关系。它不仅取决于岩石本身的强度，也与岩体结构的发育程度、组合形态、矿物组成和密实度、裂缝宽度及充填物质等均有关系。

概述

岩体弹性波波速测定与混凝土中弹性波波速的测定方法相同，具体包括岩块（试件）和岩体的测定。根据岩块和岩体弹性波波速的差别还可以进行岩体分级。现场测定可以在巷道表面或平坦的岩面上测定，可以采用单孔测试或跨孔测试。检测方法

在岩体测试中所采用的波包括超声波和冲击弹性波。其中，超声波的有效测试距离一般在1m以内，而弹性波可达数十米。工程上常采用跨孔法测试。测试分为对测与斜测等。检测方法

(1)冲击回波法：在试样的同一个端面进行激振和接收，根据频率和试样长度进行波速测定。冲击回波法所采用的波为冲击弹性波，其频率一般十数kHz，其得到的波速为一维波速Vple。方法原理Vple=2D/T（4-5）一般来说Vp3_u要比Vp1_e快10～20%！

图4-6冲击回波法原理示意图

(1)超声法（透射法）：把振源和接收器放在岩块试件的两端，通过时间差和试样长度来推算P波波速。考虑到试样长度一般较短，因此透射法通常用超声波，其频率一般为数百kHz以上，此时得到的超声波速为3维波速Vp3u方法原理Vp3u=L/△t（4-6）一般来说Vp3u要比Vple快10～20%！

图4-6超声法波法原理示意图

岩体的弹性波波速检测分析时，必须考虑到影响岩体波速的因素。主要包含：影响因素岩石软硬程度的影响01岩石密度影响02裂隙或夹层影响03常见岩体波速范围

岩体完整性评价

岩体的完整性程度是决定岩体基本质量的一个重要因素，应该采用定性划分和定量指标两种方法进行确定。岩体完整性定性划分应根据结构面发育程度（包括主要结构面组数及其平均间距），主要结构面的结合程度、主要结构面类型及其相应结构类型等进行综合判定。

岩体完整性评价

岩体完整程度的定量指标可采用岩体完整性指数K_v，K_v应针对不同的工程地质岩组或岩性段，选择有代表性的点、段，测定岩体弹性纵波波速，并在同一岩体取样测定岩石弹性纵波波速。

岩体完整性评价

在岩体和岩石上所采用的方法必须一致。左式为整性指数Kv计算公式，使用冲击弹性波时，Kv需按右式修正。

检测方法对比二、任务分析（一）检测目的：

测定岩石材料波速（二）适用范围：

主要用于检测岩体的动泊松比、动弹性模量、动刚性模量、动剪切模量、动拉梅系数、动体积模量、岩体的风化系数、跨孔法及单孔一发双收进行地质勘察、地质裂缝检测、岩体状态及隧道围岩松动圈检测等。（三）仪器设备：

（四）使用前的准备工作1.连接换能器在仪器发射口与接收口（1或2）分别连接发射、接收换能器。2.连接电源①用交流电源：将交流供电电源插头插入220V交流电源插座，圆头插头一端插入仪器电源插座。②外接直流电源供电：直接将仪器电池的圆头插头一端插入仪器电源。③直接使用仪器内部的充电电池供电。（四）使用前的准备工作3.开机按下仪器电源开关，电源指示灯显示绿色，并发出“嘀”的响声，几秒钟后，屏幕显示系统主界面（如图2.2所示）。用、键在各个功能模块中循环选择，或者用、键在左右两个功能模块中进行切换，把选择框移到功能按钮上时，按钮字的颜色为红色，此时按确认键进入相应的功能模块。SRU-PST岩土声波测试仪，包含五个个功能模块，分别是岩体参数检测、岩体（混凝土）缺陷检测、裂缝深度检测、超声检测和系统设置，选择超声检测。三、检测流程1.进入超声检测模块2参数的设置3.数据采集4.检测报告