43 岩石材料波速检测（冲击回波法、超声法）.pptx

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1、4-3 岩石材料波速检测（冲击回波法、超声法）携手升拓 / 共筑未来四川升拓检测技术股份有限公司四川升拓检测技术股份有限公司贵州交通职业技术学院贵州交通职业技术学院 联合制作联合制作概述理论基础仪器及规程技术应用2.1岩石材料波速检测-概述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。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。2.1岩石材料波速检测-

2、概述 岩体波速的现场测定l 可以在巷道表面或平坦的岩面上测定，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可以采用单孔测试或跨孔测试l 在岩体测试中所采用的波也有超声波在岩体测试中所采用的波也有超声波和冲击弹性波。其中，超声波的有效和冲击弹性波。其中，超声波的有效测试距离一般在测试距离一般在1m1m以内，而弹性波可以内，而弹性波可达数十米。达数十米。l 常采用跨孔法测试。常采用跨孔法测试。大量实测经验表明：大量实测经验表明：声速声速的变化规律性较强，而的变化规律性较强，而波幅波幅的变化较灵敏，的变化较灵敏，主频主频在保持测试条件一在保持测试条件一致的前提下也有一定规律。致的前提

3、下也有一定规律。测试分为对测与斜测等。测试分为对测与斜测等。2.1岩石材料波速检测-概述 岩体波速的现场测定l 声时加长，声速降低声时加长，声速降低l 其他变化：波幅下降、其他变化：波幅下降、主频下降、波形畸变主频下降、波形畸变 2.1岩石材料波速检测-概述 岩体波速的现场测定2.2岩石材料波速检测-基础理论 岩块（试件）波速测定：-透射法（超声法）2.2岩石材料波速检测-基础理论 岩块（试件）波速测定：-冲击回波法2.2岩石材料波速检测-基础理论 岩块（试件）波速测定：-波的反射特性振幅反射率：振幅透过率：冲击回波法是建立在冲击弹性波的传播和反射基础上的，一种能够测试混凝土内部缺陷、脱空以及

4、尺寸的无损检测方法。针对混凝土板等结构，其厚度较薄，激发信号与回波信号往往交织在一起，无法在时域上进行分离。为此，利用 FFT 、MEM频谱分析手段对回波信号进行分离则是冲击回波法的精髓所在。2.2岩石材料波速检测-基础理论2.2岩石材料波速检测-基础理论可检测混凝土结构厚度及缺陷。通过分析冲击弹性波在板状结构内部的多次回波频率来对被测结构内部缺陷及厚度进行检测。传感器激振锤往复一次时间T1T1T1T1所得波形主频率为：1/T12.2岩石材料波速检测-基础理论2.2岩石材料波速检测-基础理论FFT（Khz）示意图MEM（ms）示意图FFT（ms）示意图2.2岩石材料波速检测-基础理论岩体波速与

5、岩体特性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：（1）岩石软硬程度的影响（2）岩石密度影响（3）裂隙或夹层影响（4）孔隙率和吸水率的影响：随着有效孔隙率的增加，纵波波速会急剧下降，随着吸水率的增加，纵波波速也会急剧的下降（5）各向异性性质影响：岩体因成岩条件、结构面和地应力等原因而具有各向异性（6）岩体受压应力的影响：岩体弹性波速与岩体受压应力有关2.2岩石材料波速检测-基础理论岩体波速与岩体特性 岩体完整性评价2.3岩石材料波速检测-岩体波速检测应用 岩体完整性评价2.3岩石材料波速检测-岩体波速检测应用 岩体不均匀程度评估u 评估岩体不均匀性，必须对岩体内各点的

6、某一性能指标进行系列测试评估岩体不均匀性，必须对岩体内各点的某一性能指标进行系列测试，对于某种岩石组，对于某种岩石组合有一组按剖面系统或钻孔系统确定的纵波波速值，可将测试值加以归纳，并表示成分合有一组按剖面系统或钻孔系统确定的纵波波速值，可将测试值加以归纳，并表示成分布曲线或积累曲线。布曲线或积累曲线。2.3岩石材料波速检测-岩体波速检测应用动、静变形指标之间的关系u 动弹性模量均大于静弹性模量动弹性模量均大于静弹性模量：由于动测时采用的冲击荷载很小，岩体、岩块均处于微：由于动测时采用的冲击荷载很小，岩体、岩块均处于微小应变状态，而静载试验时材料的应力、应变要大得多。对于岩石这样的非线性材料，

7、小应变状态，而静载试验时材料的应力、应变要大得多。对于岩石这样的非线性材料，低应变时模量自然更大，而且，越是松软的材料，偏离越大低应变时模量自然更大，而且，越是松软的材料，偏离越大u 泊松比的差别不大泊松比的差别不大u 动测值的离散性更小动测值的离散性更小2.3岩石材料波速检测-岩体波速检测应用岩石/体动变形特性检测描述岩石/体动变形性的基本指标有岩石/体的弹性模量和泊松比。如果能够同时测试得到弹性波的横、纵波速，可以直接计算各向同性岩石/体的动弹参数。 规程u CECS 21CECS 21：20002000 超声法检测混凝土缺陷技超声法检测混凝土缺陷技术规程术规程u JGJJGJT 411-

8、2017T 411-2017 冲击回波法检测混凝土冲击回波法检测混凝土缺陷技术规程缺陷技术规程u DBJ04 T339-2017DBJ04 T339-2017冲击弹性波检测混凝土冲击弹性波检测混凝土质量质量u SL 326-2005 SL 326-2005 水利水电工程物探规程水利水电工程物探规程u SL 352-2006 SL 352-2006 水工混凝土试验规程水工混凝土试验规程u JTG-T 3222-2020JTG-T 3222-2020公路工程物探规程公路工程物探规程。2.4岩石材料波速检测-仪器及规程跨孔式岩体力学特性检测仪SRE-CMT岩土声波测试仪SRU-PST感谢大家的聆听！