現(xiàn)場巖石力學(xué)參數(shù)測試方法

1、會(huì)計(jì)學(xué)1現(xiàn)場巖石力學(xué)參數(shù)測試方法現(xiàn)場巖石力學(xué)參數(shù)測試方法1 1現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法l 課題要求現(xiàn)場測定巖體力學(xué)參數(shù)，查閱資料可知巖體先現(xiàn)場試驗(yàn)可以按多種形式分類，如可以按受力方式、受荷過程、測試參數(shù)等進(jìn)行分類。但總體來說巖體現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)可以分為動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)和靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)兩大類。靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要包括我們課上所講的巖體變形、巖體應(yīng)力測試、現(xiàn)場巖體強(qiáng)度試驗(yàn)。動(dòng)力學(xué)巖體現(xiàn)場試驗(yàn)主要就是巖體波動(dòng)測試，這是一種簡介的測試方法，通過測試巖體的動(dòng)力學(xué)參數(shù)間接推測巖體的力學(xué)參數(shù)，它可以預(yù)測巖體的強(qiáng)度變形參數(shù)、巖體的地應(yīng)力、巖體的完整性及內(nèi)部結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場巖體實(shí)驗(yàn)的方法分類。張張

2、 星星-開題與總結(jié)開題與總結(jié)杜杜 勇勇-動(dòng)力學(xué)測試動(dòng)力學(xué)測試方法簡介方法簡介賀賀 琦琦-聲波單孔測聲波單孔測井法與跨孔測試法井法與跨孔測試法肖含平肖含平-CT-CT層析成像層析成像技術(shù)技術(shù)胡胡 杰杰-彈性波測試彈性波測試成果應(yīng)用成果應(yīng)用2 2現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法l 巖體巖體動(dòng)力學(xué)測試法主要是動(dòng)力學(xué)測試法主要是通過測定穿透工程巖體后通過測定穿透工程巖體后的彈性波波速和衰減系數(shù)的彈性波波速和衰減系數(shù)了解巖土體的物理力學(xué)特了解巖土體的物理力學(xué)特性及結(jié)構(gòu)特征的一種新技性及結(jié)構(gòu)特征的一種新技術(shù)，又稱彈性波測試技術(shù)術(shù)，又稱彈性波測試技術(shù)。現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法2 .1 概念2 .

3、2 特點(diǎn) 簡便簡便 快捷快捷 可靠可靠 經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì) 無無破損破損現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法2 .3 縱波和橫波速度介質(zhì)介質(zhì)密度密度介質(zhì)密度 動(dòng)力變形參數(shù)現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法l 巖體巖性巖體巖性l 結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征l 巖體應(yīng)力巖體應(yīng)力現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法2 .4 影響速度因素2 .5工程巖體波動(dòng)測試方法 聲波單孔測井法聲波單孔測井法 跨孔測試跨孔測試法法 CTCT層析成像法層析成像法3 3現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法l 定義：在鉆孔中放入一發(fā)雙定義：在鉆孔中放入一發(fā)雙收探頭，測試鉆孔壁一定厚收探頭，測試鉆孔壁一

4、定厚度的巖體的聲波波速度的巖體的聲波波速l 利用兩個(gè)接收換能器的距離利用兩個(gè)接收換能器的距離和接受到的聲波到達(dá)的時(shí)差，和接受到的聲波到達(dá)的時(shí)差，計(jì)算出測試位置的巖體波速。計(jì)算出測試位置的巖體波速。l 移動(dòng)探頭可以獲得孔壁巖體移動(dòng)探頭可以獲得孔壁巖體聲波速度隨鉆孔深度變化的聲波速度隨鉆孔深度變化的曲線曲線現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法3.1聲波單孔測井法/pvLt 現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法T：發(fā)射換能器R1、R2：接受換能器L：源距 l 探頭：無指向性；發(fā)射功率要大；要有足夠的接收靈敏度l 最小源距：min121LS2DdSwRCCl Lmin為最

5、小源距；CW：水體聲速CR：巖體最低聲速（可取CR1800m/s）D：鉆孔直徑d：探頭直徑現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法3.2跨孔測試法l 在巖石工程中，測量某一區(qū)域在巖石工程中，測量某一區(qū)域巖體波速的測試方法巖體波速的測試方法l 跨孔測試法是在兩個(gè)不同的鉆跨孔測試法是在兩個(gè)不同的鉆孔中進(jìn)行，一鉆孔中激發(fā)彈性孔中進(jìn)行，一鉆孔中激發(fā)彈性波，另一鉆孔中接收彈性波，波，另一鉆孔中接收彈性波，根據(jù)兩鉆孔距離和彈性波旅行根據(jù)兩鉆孔距離和彈性波旅行時(shí)間，計(jì)算出震源與接受點(diǎn)之時(shí)間，計(jì)算出震源與接受點(diǎn)之間巖體的平均波速間巖體的平均波速/pvLt4 4現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)

6、快速測試方法l 作用作用: :獲取兩個(gè)鉆孔間巖體結(jié)獲取兩個(gè)鉆孔間巖體結(jié)構(gòu)的精細(xì)圖像。構(gòu)的精細(xì)圖像。l 基本原理基本原理: :如圖為聲波成像模如圖為聲波成像模型型現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法4.1作用及原理l 首先得到傳播路徑的傳播時(shí)間首先得到傳播路徑的傳播時(shí)間l 建立模型：等間距網(wǎng)絡(luò)離散。建立模型：等間距網(wǎng)絡(luò)離散。超聲波速度分布設(shè)為超聲波速度分布設(shè)為 l 算出不同發(fā)射點(diǎn)到不同接收點(diǎn)算出不同發(fā)射點(diǎn)到不同接收點(diǎn)的超聲波旅行時(shí)間的超聲波旅行時(shí)間 1ikikstdsV r 0V raV r現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法12( ,.,)iiNT MT v vv

7、4.1作用及原理現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法4.1作用及原理5 5現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法5.1計(jì)算巖石動(dòng)彈性模量和動(dòng)泊松比l 對于各向同性巖石介質(zhì)：對于各向同性巖石介質(zhì)：現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法5.1 計(jì)算巖石動(dòng)彈性模量和動(dòng)泊松比l 對于各向異性巖石介質(zhì)：對于各向異性巖石介質(zhì)：l 將巖體視為正交各向異性或橫觀各向同性介質(zhì)，利用各主軸方向上的波速與彈性參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行巖體宏觀力學(xué)參數(shù)的彈性波測定。現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法5.2

8、 巖體分類l 用彈性波進(jìn)行巖體分類的用彈性波進(jìn)行巖體分類的主要參數(shù)：波速、完整性主要參數(shù)：波速、完整性系數(shù)、風(fēng)化系數(shù)、裂隙系系數(shù)、風(fēng)化系數(shù)、裂隙系數(shù)。數(shù)。l 一般而言，巖體中波傳播速度快表明巖體致密、堅(jiān)硬、完整、風(fēng)化輕?，F(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法5.3 巖體松動(dòng)層厚度及巖體穩(wěn)定性中的應(yīng)用l 由于由于原巖應(yīng)力釋放和爆破原巖應(yīng)力釋放和爆破施工等原因施工等原因, ,在巖體表面附在巖體表面附近出現(xiàn)一個(gè)近出現(xiàn)一個(gè)由松弛到集中由松弛到集中的層狀應(yīng)力分布的層狀應(yīng)力分布, ,工程中稱工程中稱為為松動(dòng)松動(dòng)層層。l 松動(dòng)層是確定巖石穩(wěn)定性及支護(hù)設(shè)計(jì)的重要依據(jù),特別是在錨噴

9、結(jié)構(gòu)支護(hù)中,要根據(jù)松動(dòng)層來設(shè)計(jì)錨固的深度。l 通過研究聲波在巖體中的傳播特性和分析聲學(xué)參數(shù)(波速、衰減系數(shù)、振幅、頻譜等)的變化,從而了解巖體有關(guān)物理力學(xué)參數(shù)和結(jié)構(gòu)特征,并能及時(shí)提供信息指導(dǎo)現(xiàn)場施工?，F(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法5.4 巖體加固質(zhì)量檢測中的應(yīng)用l 為了提高巖體的彈性模量，為了提高巖體的彈性模量，降低滲透率，提高隔水性降低滲透率，提高隔水性及巖體的完整性和穩(wěn)定性；及巖體的完整性和穩(wěn)定性；常對工程巖體進(jìn)行灌漿、常對工程巖體進(jìn)行灌漿、充填等加固處理，為了了充填等加固處理，為了了解這種加固處理的效果，解這種加固處理的效果，彈性波測試技術(shù)成為一種彈

10、性波測試技術(shù)成為一種行之有效的方法。行之有效的方法。l 目前已廣泛應(yīng)用于水電工目前已廣泛應(yīng)用于水電工程中。程中。6 6現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法l 巖石動(dòng)力學(xué)測試方法比靜力學(xué)測試方法對巖體的擾動(dòng)小而且成本低廉、操作方便，在測量某些巖石力學(xué)參數(shù)方面更加快捷準(zhǔn)確。所以我相信這種方法將會(huì)成為巖體現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的主演發(fā)展方向。還有由于巖石動(dòng)力學(xué)測試方法自身的技術(shù)和它的測試特點(diǎn)，該方法受環(huán)境的影響特別大，容易受到地下水和噪聲的干擾。還有許多理論問題有待進(jìn)一步的研究，如動(dòng)靜力學(xué)的轉(zhuǎn)化問題?，F(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法參考文獻(xiàn)：1、巖石力學(xué)與工程（第二版）蔡美峰主編 科學(xué)出版社2、工程實(shí)用巖石力學(xué) 張忠亭主編中國水利水電出版社3、巖石力學(xué) 趙明階主編 人民交通主辦社4、單孔聲波測井與跨孔CT成像在巖溶地區(qū)地質(zhì)勘探中的應(yīng)用 麥瑞浩5、巖石松動(dòng)層聲波測試技術(shù) 李月、劉立、梁偉、朱文喜1 13 3現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法現(xiàn)場巖石（體）力學(xué)參數(shù)快速測試方法T：發(fā)射換能器R1、R2：接受換能器L：源距 l 探頭：無指向性；發(fā)射功率要大；要有足夠的接收靈敏度l 最小源距：min121LS2DdSwRCCl Lmin為最小源距；CW：水體聲速CR：巖體最低聲速（可取CR1800m/s）D：鉆孔直徑d：探頭直徑現(xiàn)場巖石