《超聲波探測》ppt課件(文件)
【正文】 VRVVVVRVVVVK????????????????????二）聲、超聲波的探測的基本原理： 使用聲波儀，探測聲波在巖土介質(zhì)中的傳播速度、聲幅以及頻譜特征，就可以完成聲波的勘探工作。 發(fā)射機是一種聲源信號發(fā)射器，其主要部件是由振動器組成（聲頻、超聲信號發(fā)生器），在微機的控制下，按照需要產(chǎn)生 tLV ?一定頻率的電脈沖信號，經(jīng)功率放大后由發(fā)射換能器轉(zhuǎn)換成聲波，并向巖體輻射。壓電晶體具有獨特的壓電效應(yīng)，即將一定頻率的經(jīng)過功率放大的電脈沖加到發(fā)射換能器的壓電晶體片上，晶片就會在其法線和徑向方向產(chǎn)生機械振動，從而產(chǎn)生聲波，并可以按照一定方向輻射。 根據(jù)測試對象和工作方式的不同，聲換能器也有各種類型和不同式樣，如喇叭式、增壓式、彎曲式型，測井換能器和橫波換能器等等。 四）聲波測試的各種方式： 巖體聲波探測的現(xiàn)場工作，應(yīng)該根據(jù)測試的環(huán)境、巖體和目的、要求，選擇正確的測量方法合理的布置測網(wǎng)、確定各種測量工作參數(shù)。在測試中，最常用的是 直達波法（又叫直透法） 、 折射波法 。所測得的參數(shù)為靜彈模量，如靜楊氏模量 Es、靜泊松比 σ s、靜剪切模量 ?s等等。實際工作中，往往要進行一定數(shù)量動、靜彈模量的對比實驗，才可能找出其中的對應(yīng)規(guī)律。因此，強度高（或者模量大的）巖體具有較高的聲速。 用 VP和 Vs 以及它們的比值，劃分巖土性質(zhì)和巖體質(zhì)量進行分類： （ 1）當(dāng) VP/ Vs約等于 且 Vp較高時（ Vp〉 2022m/s），是未風(fēng)化巖石。當(dāng) VP≈1500m/s左右是， VP/ Vs較高，表示是水位以下軟粘土 VS一般與物質(zhì)的剛度有關(guān)，對于粘性土層由于飽和土的不可壓縮性，是 VP升高，而對于 VS沒有太大的影響。使用上面兩個公式計算時，巖石試樣和測點應(yīng)在同一地段選取根據(jù)完整系數(shù) KW、裂隙系數(shù) LS，可將巖體分為五個等級：見下表： 2P2P2P石體石VVVL s??2PV?????????石體pwVK三）風(fēng)化系數(shù)： 風(fēng)化系數(shù) β 是表示巖體風(fēng)化程度的系數(shù)，根據(jù)巖體波速隨風(fēng)化程度加重而減小的特點，可將其表示如下： 新風(fēng)新PPVV?? pV?四） 衰減系數(shù) α： 聲波在巖體中傳播時，除了波速要發(fā)生變化外，振幅也要衰減。 衰減系數(shù) α的單位是 cm1。 imAAln1????三、 圍巖應(yīng)力松弛帶的測定： 在硐室開挖前，巖體中應(yīng)力處于平衡狀態(tài)。 δr 和δt的分布見圖 （ a）。在 向內(nèi)過渡到某一深度才逐漸恢復(fù)到原來的應(yīng)力狀態(tài)。或應(yīng)力松動圈。因此，利用聲波速度隨孔深的變化，可以確定應(yīng)力松弛帶的范圍。測試時可以采用單孔法（一發(fā)雙收的初至折射波法），或兩孔法（直透發(fā)，逐點同步測試），先在測孔中注滿水作為耦合劑然后從孔底到孔口，每隔一段距離（一般為 20分鐘）測量一次聲速值，把測定的結(jié)果繪制成聲速隨深度變化曲線（一發(fā)雙收的初至折射波法），或兩孔法（直透發(fā)，逐點同步測試），先在測孔中注滿水作為耦合劑然后從孔底到孔口，每隔一段距離（一般為 20分鐘）測量一次聲速值，把測定的結(jié)果繪制成聲速隨深度變化曲線 Vp~ L,便可以進行解釋。解釋時，由 Vp~ L曲線圖中的 A 點的坐標(biāo) L1的值確定松弛帶的厚度。其中 VPV0的曲線，（曲線 2）表明沒有松弛帶。為保證換能器與巖體耦合 良好，
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