超聲波探測(cè)ppt課件-閱讀頁(yè)
2025-05-18 18:28本頁(yè)面
【正文】 行測(cè)量。 動(dòng)力法測(cè)試巖體的彈性力學(xué)參數(shù)，只要測(cè)得縱波速度VP、橫波速度 VS、巖石密度 ρ 根據(jù)公式就可以計(jì)算Em、 σ m 、 ?m等，就可以使用公式計(jì)算各種模量： 2222222222)(22)43(smspspmspspsmVGVVVVVVVVVE?????????? 應(yīng)當(dāng)指出的是，因?yàn)閯?dòng)力法是在瞬間加載情況下進(jìn)行測(cè)試的，且對(duì)巖體施加的應(yīng)力較小，導(dǎo)致了動(dòng)、靜彈模量出現(xiàn)了差異。 二、巖體的工程地質(zhì)分類(lèi)： 為了評(píng)估巖體質(zhì)量，了解硐室及巷道圍巖的穩(wěn)定性，合理選擇地下硐室和巷道的開(kāi)挖方案。大量的巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明， 巖體的縱波速度與其抗壓強(qiáng)度 Re成近于正比的關(guān)系 。另一方面，巖體的成因、類(lèi)型、結(jié)構(gòu)面特征、風(fēng)化程度等地質(zhì)因素，直接影響著巖體的力學(xué)性質(zhì)，而巖體的力學(xué)性質(zhì)由于聲波在巖體中的傳播規(guī)律有著密切的關(guān)系，這就是巖體聲波測(cè)試之所以能夠作為巖體分類(lèi)的主要手段的物理前提?，F(xiàn)在分別加以簡(jiǎn)單介紹： 1） 縱波速度 VP： 一般來(lái)說(shuō)，巖體新鮮、完整、堅(jiān)硬、致密波速值就高，反之，巖體破碎、結(jié)構(gòu)面多、風(fēng)化嚴(yán)重，聲速就低。 （ 2）當(dāng) VP/ Vs約等于 時(shí)， Vp＜ 2022m/s) 只要是風(fēng)化基巖、壓實(shí)的砂、卵石層。 （ 4）當(dāng) VP/ Vs較高（ 3~5）之間，且 Vp≤300m/s，表示是經(jīng)常處于水位以上粘性土。 VP值，是工程地質(zhì)巖體分類(lèi)的最基本參數(shù)之一。使用上面兩個(gè)公式計(jì)算時(shí)，巖石試樣和測(cè)點(diǎn)應(yīng)在同一地段選取。實(shí)驗(yàn)證明，聲波在不連續(xù)的界面上通過(guò)，其能量衰減比較明顯。可以表示為： 式中 Ai為固定增益時(shí)，參與比較各測(cè)試段的實(shí)測(cè)振幅值， Am為其中最大的振幅，單位為 mm； ΔΧ 為發(fā)生換能器到接收換能器的距離，單位 cm。從式中可見(jiàn)，當(dāng) Ai = Am時(shí)，相對(duì)的衰減系數(shù) α為零。 Ai越小， α愈大 就 表明該測(cè)試巖體質(zhì)量就愈差，衰減系數(shù) α，不僅可以作為巖體進(jìn)行分類(lèi)的指標(biāo)，而且還可以用于圈定工程爆破引起圍巖破裂的影響范圍 。開(kāi)挖后，巖體的應(yīng)力平衡狀態(tài)被破壞，引起了應(yīng)力的重新分布，導(dǎo)致硐室圍巖的應(yīng)力集中和釋放。如果在各向同性的巖體中開(kāi)挖一個(gè)圓形隧硐，則在側(cè)壓系數(shù)等于 1的條件下，由彈性理論計(jì)算可以表明，硐壁處的徑向應(yīng)力 δr 等于零 ，而切向應(yīng)力 δt 可以增大至巖體原始應(yīng)力的 2倍?？梢?jiàn)受影響的范圍半徑是硐室的半徑的 3倍。于是引起了應(yīng)力的下降，使隧硐附近的一定范圍內(nèi)出現(xiàn)比原始應(yīng)力還要低的應(yīng)力降低區(qū)；向巖體內(nèi)部則形成大于原始應(yīng)力的應(yīng)力增高區(qū)。故在硐室周?chē)鷰r石的應(yīng)力分布曲線上出現(xiàn)一個(gè)峰值如（ b）圖。上述兩種原因引起巖體完整性的破壞和強(qiáng)度下降的總范圍，就叫應(yīng)力松弛帶。確定松弛帶的厚度是巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及支襯設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。反之，在應(yīng)力增高區(qū)，應(yīng)力集中，聲速增高，振幅衰減較慢。 現(xiàn)場(chǎng)工作示意圖圖，垂直于硐壁布置若干口測(cè)孔，孔深是硐徑半徑的 1~2倍，一個(gè)斷面上的測(cè)孔應(yīng)該選擇在地質(zhì)條件相同的方位，以較少資料解釋的困難。拱頂處，因鉆孔向上，應(yīng)該采用止水設(shè)備。上圖展示了幾種常見(jiàn)的 Vp~ L曲線類(lèi)型。硐壁附近 VPV0的曲線（ 4）和 VPV0的多峰值曲線（ 5）則表明存在著應(yīng)力 松弛帶。 復(fù)習(xí)與思考題： 聲波探測(cè)與淺層工程地震勘察相比有哪些共同點(diǎn)和不同點(diǎn)？各自有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？ 聲波與超聲波探測(cè)是怎樣分類(lèi)的？ 簡(jiǎn)述聲波探測(cè)的基本原理？ 怎樣使用 VP和 Vs 以及它們的比值，劃分巖土性質(zhì)和巖體質(zhì)量進(jìn)行分類(lèi)？
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