纵波波速

摘要： 岩体完整性是坝基岩体质量评价、坝基处理及大坝枢纽布置的重要参考指标。为准确探明沥青混凝土心墙坝坝基开挖后岩体内部裂隙发育状况,文章采用单孔声波法测试岩块纵波波速,并结合实验室声波测试数据,求得待测岩体完整性系数。分析成果表明:坝基岩体为“较破碎”至“较完整”,左岸坝肩局部岩体裂隙发育,较破碎,需采取固结灌浆、帷幕灌浆等措施进行处理,以增强地基承载力和改善基岩抗渗能力。单孔声波检测能准确反映基岩复杂结构面的声波传输规律,可指导工程设计优化和实践施工建设。

摘要： 低应变法是采用低能量瞬态或稳态激振方式在桩顶激振,实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线,通过波动理论分析或频域分析,对桩身完整性进行判定的检测方法。基本原理反射波法是建立在一维波动理论基础上,将桩假设为一维弹性连续杆,在桩身顶部进行竖向激振产生弹性波,弹性波沿着桩身向下传播,当桩身存在明显差异的界面(如桩底、断桩和严重离析等)或桩身截面积变化(如缩径或扩径)部位,波阻抗将发生变化,产生反射波,通过安装在桩顶的传感器接收反射信号,对接收的反射信号进行放大、滤波和数据处理,可以识别来自桩身不同部位的反射信息。利用波在桩体内传播时纵波波速、桩长与反射时间之间的对应关系,通过对反射信息的分析计算,判断桩身混凝土的完整性及根据平均波速校核桩的实际长度,判定桩身缺陷程度及位置。

摘要： 为了研究高温环境下花岗岩材料力学性质与断裂力学性质的细观与宏观损伤机制,对直切槽式巴西圆盘试样(CSTBD)进行高温处理,冷却后借助于全自动电液伺服压力机进行巴西圆盘试样劈裂试验,并分别从细观和宏观角度对静力学断裂过程进行分析。研究结果表明:花岗岩的纵波波速在处理温度为600°C时降幅最大,花岗岩损伤因子达到0.832,随着处理温度升高,花岗岩从脆性破坏特征逐渐转变为延性破坏特征;花岗岩的断裂韧度随着温度的升高而逐渐降低,呈现出线性衰减的特点,当高温处理温度达到700°C时,断裂韧度仅为常温(23°C)时的21.3%;花岗岩细观断裂面随着高温处理温度升高而逐渐变得粗糙,热损伤裂缝逐渐变得多而密集,晶体结构受到了很大损伤,且分形维度随着温度升高而逐渐增大。

摘要： 为研究冻融循环对水泥土力学性能与声学特性的影响,对水泥土进行 0、10、30、60、90、120 次冻融循环,并在每次冻融循环后按照规范要求进行无侧限抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验以及超声波检测试验,建立冻融循环与劈裂抗拉强度、强度与纵波波速关系式。试验研究结果表明:冻融循环周期在 0~120 次时,水泥粉质黏土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度以及纵波波速均呈现逐渐降低的趋势,且试样的脆性破坏特性愈加明显;水泥粉质黏土的强度与纵波波速之间存在较好的线性关系,其强度越低,对应纵波波速越小;冻融循环使得水泥粉质黏土内部水分凝结成冰,体积膨胀,产生较多的微裂纹,融化后裂纹进一步扩展,强度因此降低。

摘要： 混凝土坝建基岩体质量是否满足设计要求、达到设计标准,将直接影响工程建设的安全和经济,是坝基工程地质研究的重要任务之一。断层破碎带、软弱夹层、裂隙、岩溶等不良地质体的存在,会不同程度地影响坝基岩体质量,通常会进行固结灌浆处理,而固结灌浆属于隐蔽工程。文中通过理论研究与分析工程实例,探讨了单孔声波法及跨孔声波法在水电工程建基岩体固结灌浆检测中的应用。

摘要： 岩体灾害孕育过程中引起的岩体变形、破坏,会改变岩体的声学特征,在工程中可通过观测声波在岩石内部传播变化判别岩石的稳定性和承载状况。为了确定砂岩裂纹扩展不同阶段声波传播规律与破坏模式,通过声波监测装置及岩石破裂全过程分析系统RFPA2D研究单轴压缩下砂岩在不同应力水平下波速变化及破坏模式。结果表明:砂岩在进入弹性加载阶段前波幅增速最大,在随后的弹性加载阶段纵波波速增长速度最快,在发生宏观破坏前纵波波速达到最大;根据裂纹应变模型得到裂纹闭合应力σcc约为0.19σc;裂纹起裂应力σci约为0.28σc;在体应变达到极值时,得到试样的损伤应力,砂岩的损伤应力σcd约为0.66σc;由RFPA2D得到由于拉破坏和压剪破坏产生的声发射数,得到在加载初期岩石微裂纹的产生均为压剪破坏,由于压剪破坏产生的剪切面出现时,拉破坏成为主导因素,并导致裂纹扩展及贯通,最终试样失稳破坏。可见砂岩破坏经历的压密阶段—弹性阶段—裂纹稳定扩展阶段—裂纹加速扩展—峰后阶段纵波波速均在增大,破坏模式在加载初期主要为压剪破坏,裂纹扩展阶段主要为拉破坏。此结论可对岩体内部裂隙发育程度做出预测预判,为岩体灾害的防治提供参考。

摘要： 为了提高爆破振动速度峰值预测的准确度,将BP(back propagation)神经网络解决复杂非线性函数逼近能力和粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法全局寻优能力相结合,建立了改进的PSO-BP神经网络预测模型,利用改进的PSO算法来优化BP神经网络的初始权值和阈值。以白鹤滩水电站左岸坝肩槽爆破开挖监测数据为依据,选取爆心距、最大单响药量、高程差和纵波波速作为输入参数,通过余弦振幅法分析输入参数与爆破振动速度峰值的关系强度得出代表场地条件的纵波波速也是对爆破振动速度传播的重要影响因素。对比BP神经网络和萨道夫斯基公式的检验结果,结果表明:改进的PSO-BP神经网络预测模型的预测值与实测值吻合更好,预测的结果更为可靠,具有较好泛化能力。研究方法为类似工程中爆破振动速度峰值的预测提供了借鉴。

摘要： 为研究真三向应力下硬岩破裂过程3个主应力方向超声波波速变化规律及其与岩石破裂的关系,对云南砂岩开展了一系列真三轴试验,获得了砂岩破裂过程中3个主应力方向的波速变化特征,发现了3个方向波速具有明显差异,主要表现在三个方面:最大波速、波速初始下降时的σ和峰后波速变化特征。波速分析表明,最小主应力方向波速最能够反映岩石破裂过程。将基于最小主应力方向波速计算的损伤变量与裂纹体应变进行了对比分析,发现损伤变量能较好地反映岩石破裂演化过程。为了更好地描述岩石破裂演化过程,用Power函数拟合了岩石破裂增长阶段损伤变量的演化曲线,建立了多阶段破裂演化方程。试验数据拟合结果表明,该方程与试验数据拟合良好。

摘要： 为了研究化学浸泡作用下热冲击花岗岩物理特性与导热性能演化特征,对25~600°C范围内不同温度热冲击作用后的花岗岩试件开展了长期的酸性和中性溶液浸泡试验,结合超声检测、核磁共振测试、热常数分析和扫描电镜试验,定量表征了热化改性花岗岩试件物理参数随热冲击温度的演化规律,建立了各物理参数之间的内在关联性,揭示了物理性质变化的微观机制.研究结果表明:随着热冲击温度的升高,热化改性试件的体积逐渐增大,质量和密度逐渐降低,纵波波速呈线性下降,孔隙率呈幂函数递增,导热系数和热扩散系数分别呈指数下降和线性下降;相同热冲击温度下,热化改性试件的体积增长率、纵波波速和导热系数由大到小依次为未浸泡>水浸泡>酸浸泡,质量降低率和孔隙率从高到低依次为酸浸泡>水浸泡>未浸泡;孔隙率增大和导热性能劣化均伴有纵波波速的下降,可通过测量纵波波速对孔隙率和导热性能进行估测;热化改性试件的孔隙结构对150~450°C范围内的温度更为敏感,固体颗粒骨架对450°C以上温度更为敏感,颗粒骨架的劣化又将进一步引起孔隙结构的演化;热化改性作用引起的微观孔隙结构发育和物相转变是导致物理性质变化的本质原因,其中以高温热冲击起主导作用,研究发现300°C可作为产生强烈热冲击的温度阈值.

摘要： 冻融环境会对混凝土材料造成损伤,基于试验研究短切玄武岩纤维(6 mm)混凝土在冻融循环作用下的损伤演化规律及动态力学特性,采用非金属超声波检测仪测量纤维掺量为0%、0.2%、0.4%、0.6%时玄武岩纤维混凝土在不同冻融循环次数下(0次、25次、50次、75次、100次、125次)的纵波波速,利用霍普金森压杆进行短切玄武岩纤维混凝土动态单轴压缩试验,分析纤维掺量及冻融循环次数对玄武岩纤维混凝土质量、纵波波速及动态力学性能的影响规律,并结合电镜扫描(SEM)观察冻融循环作用下试件内部微观结构。结果表明:冻融作用会使混凝土材料发生疲劳损伤,材料表面发生剥落破坏,质量减小,纵波波速降低,玄武岩纤维的掺入会增加试件整体性,降低冻融作用对混凝土产生的疲劳损伤,掺量为0.4%时效果最佳;冻融循环使试件在动载作用下动态峰值应力、弹性模量及韧性降低,峰值应变增加,相同冻融次数下随着纤维掺量的增加,试件韧性先增大后降低;SEM试验结果表明冻融循环作用会使混凝土内部裂纹扩展,增大损伤程度,纤维的掺入会降低试件冻融损伤程度。

摘要： 通过测定低强度混凝土的龄期强度和对应强度的纵波波速,进行含水量对纵波波速和强度的影响实验分析,研究了低强度混凝土的单轴抗压强度与纵波波速的相关性,归纳总结了用现场纵波波速测算现场强度的经验公式,为现场低强度混凝土的评价提供了参考;同时进行胶结材料强度试验研究,初步认识了这种低强度碎石水泥胶结结构体的破坏规律和强度特性。

摘要： 低应变法中,桩身纵波波速值是桩身缺陷定位的重要影响因素.本文基于数值计算、试验和理论分析对影响桩身波速值的各种因素进行了一些探讨研究.

摘要： 本文对25块花岗岩试件在经历不同高温前后测试出其纵波波速并由测得的纵波波速计算出花岗岩的动力弹性模量,同时应用力学的常规压缩方法直接测试计算了岩石的静力弹性模量,分析了经历不同高温后花岗岩纵波波速和弹性模量的变化规律.测试结果表明,经历高温后花岗岩的纵波波速有不同程度的减少,而且随加热温度的升高,减少的幅度增大.另外,动力弹性模量的变化幅度要远大于静力弹性模量的变化幅度,这说明经历高温后岩石纵波波速的变化比力学性质的变化更剧烈.

摘要： 本文通过试验分析,主要研究了花岗岩类岩石和砂岩类岩石纵波波速与单轴抗压强度相关性.利用专业数理统计软件SPSS19.0对岩石的纵波波速及单轴抗压强度进行测试数据分析,构建了不同种类的岩石单轴抗压强度与纵波波速的回归预测方程,对岩石单轴抗压强度的预测起到借鉴作用.

摘要： 通过定义砂岩试样压缩破坏过程的4个阶段模量,对高温(25°C～1000°C)后砂岩压缩破坏的应力-应变全过程进行定量研究.分析砂岩高温后的模量特征和超声特性,并基于压缩模量定义高温作用后砂岩试样的热损伤因子,对不同温度作用后的砂岩试样进行损伤分析,发现高温后砂岩压缩破坏具有明显的阶段性特征;4个阶段的阶段模量随温度的变化规律各有不同;压密模量与纵波波速具有很强的相关性;基于压密模量定义的高温后砂岩试样热损伤因子避开了基于纵波波速定义方法,未考虑温度对密度和泊松比影响的缺陷,更具科学性:25～200°C温度区间内砂岩试样热损伤对温度最敏感.研究成果对高温环境岩石工程具有一定的指导意义.

摘要： 岩体力学参数是岩体工程最重要的参数,受场地条件等外界因素的影响,往往无法通过现场原位测试获得.目前,相对成熟的是利用Hoek-Brown准则对岩体参数进行预测,该准则2002版引入了地质强度指标(GSI)和岩体扰动系数(D)这两个关键参数,但基本上以主观判断为主,误差相对较大,为此,许多研究者都对这两个参数进行量化,本文通过利用岩体纵波波速对GSI和D进行量化,并将结果运用于对某一城市地下电缆隧道穿越岩体的力学参数预测中,以该层岩体纵波波速和室内岩块饱和单轴抗压强度为基础,通过定量化的GSI和D计算参数mb、s、a,进而预测电缆拟穿越岩体的各项力学参数.该方法提供了一种缺少原位测试数据或无法开展原位测试时的经济、便捷、实用的方法.因此,在地下电缆穿越岩体时,为提供相关岩体力学参数具有较好的参考价值.

摘要： 中国西北干旱和半干旱地区集中降雨和强烈蒸发的特殊气候环境加剧了对土遗址的破坏。以掺入不同含量Na2SO4和NaCl的重塑土样为研究对象，通过室内模拟开放系统下干湿循环过程，并采用声波测试，反映含盐类遗址土在干湿循环下的劣化过程；测试多次循环后的遗址土剪切强度随含盐量的变化规律，并从盐类性质及波速两方面分析了干湿循环对遗址土剪切强度的作用机理。结果表明：在含水率一定的情况下纵波波速随干湿循环次数的增加而减小；干湿循环后的土体黏聚力随着盐分含量的增加呈下降趋势，内摩擦角则出现先增大后减小的现象；纵波波速与黏聚力随着含盐量的增长整体变化趋势有较好的相关性，与内摩擦角的相关性则表现为纵波波速的间断性和内摩擦角阶段性的契合。

摘要： 利用弹性波法检测了水泥石膏模拟试件的纵波与横波波速,得出了试件的动弹性模量和动泊松比.结合试验数据,分析了纵波波速、横波波速、抗压强度、抗弯强度和动弹性模量之间的关系,证明纵波波速较横波波速能更好地反映模拟试样的抗压强度和抗弯强度,并且纵波波速随试样的强度、动弹性模量的增大而增大.同时用杠杆式引申仪测量对应小样的静弹性模量,分析了动弹性模量与静弹性模量之间的关系,两者之间具有较好的相关性.

摘要： 利用弹性波法检测了水泥石膏模拟试件的纵波与横波波速,得出了试件的动弹性模量和动泊松比.结合试验数据,分析了纵波波速、横波波速、抗压强度、抗弯强度和动弹性模量之间的关系,证明纵波波速较横波波速能更好地反映模拟试样的抗压强度和抗弯强度,并且纵波波速随试样的强度、动弹性模量的增大而增大.同时用杠杆式引伸仪测量对应小样的静弹性模量,分析了动弹性模量与静弹性模量之间的关系,两者之间具有较好的相关性.

摘要： 对4种岩石(花岗岩、细砂岩、中砂岩和石灰岩)试样在自然和水饱和状态下进行了物理量的量测以及超声纵横波波速的检测,并对各种岩石在上述状态下的密度、含水率、纵横波波速以及波速比等参量进行了分析比较,初步探讨了水作用下各类岩石的超声特性及其变化规律.

摘要： 本发明公开了一种基于纵波波速预估高温后花岗岩围岩孔隙度的方法，首先基于Boltzmann函数来建立孔隙度和弹性波纵波波速之间的关系，然后选取有代表性的测试点制作花岗岩岩样经行室内试验，测试弹性波纵波波速和孔隙度，最后通过现场测试花岗岩围岩的弹性波纵波波速，代入花岗岩围岩孔隙度和纵波波速的关系式中，即可预估围岩的孔隙度。本发明基于Boltzmann函数建立了花岗岩围岩孔隙度和弹性波纵波波速的关系公式，创造了通过测试花岗岩围岩弹性波纵波波速来预估围岩孔隙度的方法；在实际工程中，缩短了进行围岩孔隙度室内试验的过程，极大地节省了围岩孔隙度测试的时间。

摘要： 本发明公开了一种基于纵波波速的页岩孔隙度测量方法及测量装置，旨在克服常规岩石孔隙度测量方法需要测量介质且测量介质无法充满页岩所有孔隙的问题，该方法基于“地层声波因素公式”建立孔隙度与纵波波速之间的联系，通过沉积物压实理论得到页岩的孔隙度；该装置由加压系统、声波发射系统、声波采集系统和数据处理系统组成，该装置的加压系统由计算机进行控制，实现自动加压，采用本发明测量页岩的孔隙度，不需要测量介质，不损害岩样性质；增压系统设定压力后增压泵能实现自动增压，自动化程度高，降低了操作者的劳动强度。

摘要： 本发明提供了一种应力作用条件下岩石纵波波速与衰减的计算方法，包括：获取岩石介质应力应变曲线；获取岩石的初始空隙度；获取岩石的骨架和空隙弹性模量；推导得到应力作用条件下的岩石纵波波速与频域衰减系数的理论表达式；获取岩石在不同应力水平下的超声纵波波速与波形数据；计算得到岩石波速随应力变化的函数关系式；计算得到不同应力水平下波形在岩石传播中的理论衰减系数，完成岩石纵波波速与衰减的计算。本发明为岩石纵波波速与衰减的应力相关性提供了有效的理论支撑，解决了传统模型细观参数难以界定以及动静耦合性较差的问题。

摘要： 本发明公开了一种基于待测土壤纵波波速的重金属污染浓度检测方法，包括：根据待测土壤的类型选择预设频率和脉宽的单次脉冲纵波信号穿透待测土壤；测量待测土壤中的实际纵波波速；将实际纵波波速代入质量含水率与纵波波速的拟合关系模型中，得到待测土壤的质量含水率拟合值；选择与质量含水率拟合值差异最小的实测质量含水率条件下的重金属浓度与纵波波速的关系模型，并将实际纵波波速代入其中，得到待测土壤的重金属浓度区间。本发明对重金属浓度的测量准确性在满足基本要求的前提下，实现了成本低、效率高、稳定性好、不会产生二次污染等特点。

摘要： 本发明提供了一种双通道测厚仪，包括柱状套筒以及分别固定连接在柱状套筒上下两端的上端盖、下端盖，上端盖上设有WiFi天线，柱状套筒内安装有系统控制模块、信号处理模块、电源控制模块、电池，下端盖的底部通过两个传感器固定减震垫分别嵌入安装有通道1信号接收传感器、通道2信号接收传感器。本发明还提供了利用该双通道测厚仪测量混凝土中纵波波速的方法，包括：（1）通过双通道测厚仪获取两通道波形数据X1(t)、X2(t)；（2）分别设置X1(t)、X2(t)的幅度阈值，并计算X1(t)、X2(t)超过其幅度阈值的第一个波峰时间t1和t2；（3）计算表面波波速；（4）通过表面波乘以一个系数计算纵波波速。该方法测量准确率高，且为无损测量，测量方便快捷。

摘要： 本发明涉及一种岩石纵波波速测试技术，特别是一种具有高水压和高地应力岩石纵波波速测试装置及方法。本发明装置的成本仅为现有改装的三轴试验仪的十分之一左右，测试成本非常低廉；同时，本发明的水压加载装置可维持12小时以上水压不变，稳定性更高，可重复使用。

摘要： 本发明公开了一种基于纵波波速预估高温后花岗岩围岩孔隙度的方法，首先基于Boltzmann函数来建立孔隙度和弹性波纵波波速之间的关系，然后选取有代表性的测试点制作花岗岩岩样经行室内试验，测试弹性波纵波波速和孔隙度，最后通过现场测试花岗岩围岩的弹性波纵波波速，代入花岗岩围岩孔隙度和纵波波速的关系式中，即可预估围岩的孔隙度。本发明基于Boltzmann函数建立了花岗岩围岩孔隙度和弹性波纵波波速的关系公式，创造了通过测试花岗岩围岩弹性波纵波波速来预估围岩孔隙度的方法；在实际工程中，缩短了进行围岩孔隙度室内试验的过程，极大地节省了围岩孔隙度测试的时间。

摘要： 本发明提供了一种基于谱方法的粘弹性材料复纵波波速反演方法、设备，包括：获取被测粘弹性材料，在水声声管中利用双水听器传递函数法测量该被测粘弹性材料的复反射系数R；根据测量得到的复反射系数R，计算被测粘弹性材料湿面的平面导纳Y；选取声压表达的基函数以及干面边界条件和湿面边界条件，结合计算得到的平面导纳Y，建立Sturm‑Liouville方程，将被测粘弹性材料的复纵波波速求解问题化为成矩阵的特征值求解问题；筛选特征值，得到复纵波波速。本发明实现了复纵波波速的快速、稳健解算，相对传统搜根方法计算效率高，无需确定初值且不易丢根。

摘要： 本发明所述的一种利用纵波波速定量判别花岗岩蚀变程度的方法，能够利用纵波在花岗岩内的波速定量判断花岗岩的蚀变程度，有利于准确、快速判断蚀变花岗岩的物理力学性质及其工程特性，为在花岗岩地区进行工程规划、勘察、设计提供科学依据，对于确保工程的安全与稳定具有重要的理论意义和工程实践意义。

摘要： 本发明公开了一种基于纵波波速的页岩孔隙度测量方法及测量装置，旨在克服常规岩石孔隙度测量方法需要测量介质且测量介质无法充满页岩所有孔隙的问题，该方法基于“地层声波因素公式”建立孔隙度与纵波波速之间的联系，通过沉积物压实理论得到页岩的孔隙度；该装置由加压系统、声波发射系统、声波采集系统和数据处理系统组成，该装置的加压系统由计算机进行控制，实现自动加压，采用本发明测量页岩的孔隙度，不需要测量介质，不损害岩样性质；增压系统设定压力后增压泵能实现自动增压，自动化程度高，降低了操作者的劳动强度。