第七章_岩体声波测试
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《岩体力学》课后习题答案完善版能源学院张 盛2013.11.51目录一、绪 论 (3)二、岩石的基本物理力学性质 (4)三、岩体的动力学性质 (17)四、岩体的基本力学性质 (19)五、工程岩体分类 (27)六、岩体的初始应力状态 (29)七、岩体力学在洞室工程中的应用 (32)八、岩体力学在边坡工程中的应用 (38)九、岩体力学在岩基工程中的应用 (41)2一、绪 论1、叙述岩体力学的定义。
答:岩体力学主要是研究岩石和岩体力学性能的一门学科,是探讨岩石和岩体在其周围物理环境发生变化后,做出响应的一门力学分支。
2、何谓岩石?何谓岩体?岩石与岩体有何不同之处?答:岩石是由矿物或岩屑在地质作用下按一定的规律而形成的自然物体,有其自身的矿物结构和构造。
岩体是一定工程范围内的自然地质体,由岩石块和各种各样的结构面共同组成的综合体。
不同:岩体多是不连续介质,通常与工程联系起来,是较大的地质体,而岩石本身可作为连续介质看待,与工程无关。
3、何谓岩体结构?岩体结构的两大要素是什么?答:岩体结构是指结构面的发育程度及其组合关系或者是指结构体的规模、形态及其排列形式所表现的空间形态。
岩体结构的两大要素是指结构体和结构面。
4、中科院研究所提出的岩体结构可分为哪六大类型?答:块状结构、镶嵌结构、破碎结构、碎裂结构、层状结构、层状破碎结构、散体结构。
5、岩体有哪些特征?答:岩体的特征有不连续性;各向异性;不均匀性;赋存地质因子的特性。
3二、岩石的基本物理力学性质1、岩石有哪些物理力学参数?答:岩石的物理力学参数有:岩石的质量指标、水理性质指标、描述岩石风化能力的指标以及完整岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、剪切强度、三向压缩强度和与各种受力状态相对应的变形特性等。
2、影响岩石强度特性的主要因素有哪些?答:影响岩石强度特性的主要因素有岩石的单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、三轴压缩强度。
3、何谓岩石的应力应变全过程曲线?答:应力应变全过程曲线为在刚性试验机上进行试验所得到的包括岩石达到峰值应力之后的应力应变曲线。
岩石声波测试实验心得体会在进行岩石声波测试实验的过程中,我深刻认识到了岩石声波测试的重要性和应用价值。
此次实验中,我对岩石声波测试的基本原理、实验步骤以及数据处理方法有了更深入的了解,并且体会到了实验中的困难与挑战。
首先,岩石声波测试是一种通过声波传播特性来对岩石进行测试和分析的方法。
通过观察声波在岩石中的传播速度、衰减特性以及反射和折射等现象,可以获取岩石的物理性质和结构信息。
这对于地质勘探、地下工程和岩石力学等领域具有重要的应用价值。
实验的第一步是制备岩石样本。
为了保证实验的可靠性和准确性,我们需要根据实际需求选择代表性的岩石样本,并进行样本的制备和处理。
在此次实验中,我们选择了花岗岩和砂岩两种常见的岩石类型作为研究对象。
通过使用岩石样本切割机和研磨机进行样本的制备,保证了样本的平整度和精度。
第二步是进行实验装置的调试和校准。
岩石声波测试使用的是声波传感器和信号发生器等设备。
在实验之前,我们需要对这些设备进行调试和校准,以确保实验的准确性和可靠性。
调试过程中,我们发现设备之间的连接和传输存在一定的问题,需要进行排除和修复。
同时,还需要校准设备的标定值,以便于后续实验中数据的准确计算和分析。
第三步是进行实验数据的采集和记录。
在实验过程中,我们设置了不同的声波频率和强度,并记录了声波在岩石中的传播时间和幅度。
为了保证实验的可靠性,我们对每组数据进行了三次重复测量,并计算了平均数和标准差。
通过对实验数据的分析,我们发现声波传播速度和幅度与岩石类型和结构密切相关。
第四步是对实验数据进行处理和分析。
在实验数据的处理过程中,我们使用了图表和数学模型来描述声波在岩石中的传播特性。
通过对实验数据的分析,我们可以计算出岩石的声波传播速度、衰减系数和反射系数等参数。
这些参数对于岩石的物理性质和结构信息具有重要的意义。
通过此次实验,我深刻体会到了岩石声波测试的重要性和应用价值。
岩石声波测试可以帮助我们了解地下岩石的物理性质和结构信息,为地质勘探、地下工程和岩石力学等领域提供有力的支持。
岩体声波检测在坝基固结灌浆试验中的分析和评价固结灌浆是将浆液灌入岩体裂隙或破碎带,以提高岩体的整体性和抗变形能力为主要目的的灌浆工程。
本文通过对台山核电淡水水源拦河坝坝基固结灌浆试验进行简要概述,通过灌后岩体声波检测,对固结灌浆提高基岩强度和变形性能进行分析和评价。
标签:拦河坝;坝基;固结灌浆;试验研究一、工程概况台山核电厂一期工程淡水水源工程新松水库位于台山市赤溪镇的曹冲河,坝址位于曹冲河下游新松村附近,是台山核电厂工程的配套工程,工程主要包括碾压混凝土重力坝、输水管线及进库道路三部分。
大坝坝顶高程51.0m,最大坝高54.0m,由挡水坝、溢流坝和放水底孔组成。
大坝各建筑物基础基本都建于γ52(3)黑云母花岗岩弱风化带岩体上,整个坝基面要求进行固结灌浆,以改善岩体的力学性能,降低岩石的渗透性,加强岩石的完整性。
固结灌浆按坝基面灌浆范围分成Ⅰ~Ⅳ四个分区,包括坝踵两排(下0+001、下0+003.5)、帷幕下侧一排(下0+007.6)、坝趾两排及建基面上断层破碎带。
固结灌浆设计工程量:钻孔832个,单孔灌浆深度6m或8m,灌浆总深度5946m。
二、试验区布置2.1试验区选择固结灌浆试验选择在右岸9#坝段桩号0+307.5~0+315.0砼24m高程平台,该区地基出露岩性为中粗粒结构花岗岩,基岩以强风化夹弱风化为主,局部见弱风化岩石露头,球状、囊状风化较发育,风化不均,普遍超挖。
高程为19.8m~22.5m。
断层sf23在坝轴线下游16m处横穿本坝段,宽度15cm~60cm,充填石英脉及压碎岩,胶结紧密。
沿断层形成宽度约1.8m~3m的断层影响带,坝肩底部裂隙有少量地下水渗出。
2.2试验区布置试验分A、B两组进行,每组布置6个钻孔。
A组孔间距为3m,排间距3m,灌浆段长8m,灌浆压力为0.4Mpa;B区孔间距断层区3m,排间距3m,灌浆段长8m,压力0.6Mpa。
灌浆完成后A、B组各布置1个检查孔。
岩体声波测试技术LT大距离检测岩体完整性锤击震源0.5-5.0 1-50 跨孔检测岩体溶洞、软弱结构面电火花震源0.5-8.0 1-50 岩体松动范围、风化壳划分评价超声换能器20-50 0.5-10 岩体灌浆补强效果检测超声换能器20-50 1-10岩体动弹性力学参数、横波测试换能器/锤击20-50/0.5-50.5-10/1-50岩石试件枞波与横波声速测试矿物岩石物性测试研究超声换能器100-10000.01-0.15决定于由岩石试件尺寸地质工程施工质量检测换能器/锤击20-50/0.5-50.5-10/1-502声波传播基本理论2.1声波基础知识2.1.1声波概念发声体产生的振动在空气或其他物质中的传播叫做声波。
声波借助各种介质向四面八方传播。
声波是频率在20~20000Hz范围内的振动波,低于20Hz为次声波,高于20000Hz为超声波。
2.1.2声波的种类无限介质中的波存在两种波:纵波,横波。
纵波的质点振动方与波传播方向相平行,横波的质点振动方与波传播方向相垂直。
声波是一种纵波,是弹性介质中传播着的压力振动。
但在固体中传播时,也可以同时有纵波及横波。
2.2声波的声速岩体声波检测技术得到广泛应用,有着完善的物理基础。
首先,我们讨论岩体的声速与岩体物性间的关系。
鉴于岩体的结构特征,和检测的对象既有大块的岩体,也有小尺寸的岩石试件,由固体中波动方程的解可知,岩体或岩石的几何尺寸与声波波长相对关系的不同,边界条件是不一样的,声速的表达式也不一样,有必要对它们分别讨论。
2.2.1无限固体介质中的声速无限体(介质)指的是介质的尺寸远比波长λ大,理论及实验证明当介质与声波传播方向相垂直的尺寸D,存在D>( 2~5 )λ,此时的介质可认为是无限体。
无限体纵波的声波传播速度:()()()μμμρ2111-+-⨯=EPV (1)无限体横波的声波传播速度:)1(21μρρ+⨯==EGSV (2)式中 E――弹性模量(Pa )G――剪切模量(Pa ) μ――泊松比(无量纲) ρ――质量密度(kg/m 3) 2.2.2有限固体介质中的声速2.2.2.1一维杆的声速(1)一维杆的边界条件:当固体介质的尺寸和波长满足下列关系称为一维杆。
花山岩画开裂岩体声波测试与分析张新鹏;严绍军;黄志义;董庆贺;喻媛;彭鹏程;朱秋平【摘要】Acoustic test method and process are discussed in this paper. Through the speed of propagation of acoustic wave in rock mass, the authors established the mathematical model for the thickness of cracking rock mass and the degree of degradation. The results show that, where the thickness of cracking rock mass is less than 30 mm, the strength loss is relatively big; where the thickness of cracking rock mass is greater than30mm, the strength is essentially unchanged. These data provide reliable scientific theoretical basis for the protection of Huashan rock paintings in the future.%阐述了声波测试的方法和过程,通过在岩体中声波的传播速度,建立开裂岩体厚度与劣化程度的数学模型。
结果表明,开裂岩体厚度小于30 mm时,强度损失较大;开裂岩体厚度大于30 mm时,强度基本保持不变,为今后花山岩画的保护提供科学可靠的理论依据。
【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P1085-1089)【关键词】声波测试;花山岩画;开裂岩体;传播速度;劣化程度【作者】张新鹏;严绍军;黄志义;董庆贺;喻媛;彭鹏程;朱秋平【作者单位】中国地质大学工程学院,湖北武汉 430074;中国地质大学工程学院,湖北武汉 430074;中国地质大学工程学院,湖北武汉 430074;中国地质大学工程学院,湖北武汉 430074;中国地质大学工程学院,湖北武汉 430074;广西壮族自治区文化厅,广西南宁 530023;广西宁明县文物管理所,广西百色 533000【正文语种】中文【中图分类】P631.4花山岩画位于广西壮族自治区宁明县驮龙乡耀达村明江右岸,位居弄岗自然保护区的西南角。