4-3 (1+X)巖石材料波速檢測（沖擊回波法、超聲法）

”1+X“路橋工程無損檢測職業(yè)技能師資理論培訓第四期攜手升拓/共筑未來四川升拓檢測技術股份有限公司貴州交通職業(yè)技術學院聯(lián)合制作巖石材料波速檢測-沖擊回波法、超聲法2概述理論基礎儀器及規(guī)程技術應用2.1巖石材料波速檢測-概述巖體的彈性波速度是巖體物理力學性質(zhì)的重要指標，與巖體質(zhì)量的一系列地質(zhì)因素有著密切的關系。它不僅取決于巖石本身的強度，也與巖體結構的發(fā)育程度、組合形態(tài)、礦物組成和密實度、裂縫寬度及充填物質(zhì)等均有關系。巖體彈性波波速測定與混凝土中彈性波波速的測定方法相同，具體包括巖塊（試件）和巖體的測定。根據(jù)巖塊和巖體彈性波波速的差別還可以進行巖體分級。2.1巖石材料波速檢測-概述■巖體波速的現(xiàn)場測定可以在巷道表面或平坦的巖面上測定，可以采用單孔測試或跨孔測試在巖體測試中所采用的波也有超聲波和沖擊彈性波。其中，超聲波的有效測試距離一般在1m以內(nèi)，而彈性波可達數(shù)十米。常采用跨孔法測試。大量實測經(jīng)驗表明：聲速的變化規(guī)律性較強，而波幅的變化較靈敏，主頻在保持測試條件一致的前提下也有一定規(guī)律。測試分為對測與斜測等。2.1巖石材料波速檢測-概述■巖體波速的現(xiàn)場測定聲時加長，聲速降低其他變化：波幅下降、主頻下降、波形畸變2.1巖石材料波速檢測-概述■巖體波速的現(xiàn)場測定2.2巖石材料波速檢測-基礎理論■巖塊（試件）波速測定：-透射法（超聲法）

2.2巖石材料波速檢測-基礎理論■巖塊（試件）波速測定：-沖擊回波法

2.2巖石材料波速檢測-基礎理論■巖塊（試件）波速測定：-波的反射特性振幅反射率：振幅透過率：沖擊回波法是建立在沖擊彈性波的傳播和反射基礎上的，一種能夠測試混凝土內(nèi)部缺陷、脫空以及尺寸的無損檢測方法。針對混凝土板等結構，其厚度較薄，激發(fā)信號與回波信號往往交織在一起，無法在時域上進行分離。為此，利用FFT、MEM頻譜分析手段對回波信號進行分離則是沖擊回波法的精髓所在。2.2巖石材料波速檢測-基礎理論2.2巖石材料波速檢測-基礎理論可檢測混凝土結構厚度及缺陷。通過分析沖擊彈性波在板狀結構內(nèi)部的多次回波頻率來對被測結構內(nèi)部缺陷及厚度進行檢測。傳感器激振錘往復一次時間T1T1T1T1所得波形主頻率為：1/T12.2巖石材料波速檢測-基礎理論2.2巖石材料波速檢測-基礎理論FFT（Khz）示意圖MEM（ms）示意圖FFT（ms）示意圖2.2巖石材料波速檢測-基礎理論■巖體波速與巖體特性巖體的彈性波波速檢測分析時，必須考慮到影響巖體波速的因素。主要包含：（1）巖石軟硬程度的影響（2）巖石密度影響（3）裂隙或夾層影響（4）孔隙率和吸水率的影響：隨著有效孔隙率的增加，縱波波速會急劇下降，隨著吸水率的增加，縱波波速也會急劇的下降（5）各向異性性質(zhì)影響：巖體因成巖條件、結構面和地應力等原因而具有各向異性（6）巖體受壓應力的影響：巖體彈性波速與巖體受壓應力有關2.2巖石材料波速檢測-基礎理論■巖體波速與巖體特性■巖體完整性評價

2.3巖石材料波速檢測-巖體波速檢測應用■巖體完整性評價

2.3巖石材料波速檢測-巖體波速檢測應用

■巖體不均勻程度評估評估巖體不均勻性，必須對巖體內(nèi)各點的某一性能指標進行系列測試，對于某種巖石組合有一組按剖面系統(tǒng)或鉆孔系統(tǒng)確定的縱波波速值，可將測試值加以歸納，并表示成分布曲線或積累曲線。2.3巖石材料波速檢測-巖體波速檢測應用■動、靜變形指標之間的關系動彈性模量均大于靜彈性模量：由于動測時采用的沖擊荷載很小，巖體、巖塊均處于微小應變狀態(tài)，而靜載試驗時材料的應力、應變要大得多。對于巖石這樣的非線性材料，低應變時模量自然更大，而且，越是松軟的材料，偏離越大泊松比的差別不大動測值的離散性更小2.3巖石材料波速檢測-巖體波速檢測應用巖石/體動變形特性檢測描述巖石/體動變形性的基本指標有巖石/體的彈性模量和泊松比。如果能夠同時測試得到彈性波的橫、縱波速，可以直接計算各向同性巖石/體的動彈參數(shù)?！鲆?guī)程CECS21：2000

超聲法檢測混凝土缺陷技術規(guī)程JGJ／T411-2017

沖擊回波法檢測混凝土缺陷技術規(guī)程DBJ04T339-2017沖擊彈性波檢測混凝土質(zhì)量SL326-2005水利水電工程物探規(guī)程SL352-2006水工混凝土試驗