無(wú)損檢測(cè)技術(shù) 課件 4.2超聲透射法測(cè)定巖體波速

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)超聲回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度CONTENTS知識(shí)基礎(chǔ)任務(wù)分析一二目錄二三檢測(cè)流程

任務(wù)引入

受某隧道工程建設(shè)項(xiàng)目業(yè)主委托，有一批巖石樣品需要進(jìn)行波速檢測(cè)，以評(píng)定巖石綜合性能，所有樣本均已命名及編號(hào)。教學(xué)目標(biāo)思政目標(biāo)通過(guò)引入“交通建設(shè)發(fā)展”新理念——質(zhì)量、安全思政元素，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)樹立“工程質(zhì)量、終身負(fù)責(zé)”的理念01熟悉超聲透射法測(cè)定巖石波速的目的、意義及適用范圍；掌握超聲透射法測(cè)定巖石波速的試驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)；掌握檢測(cè)測(cè)區(qū)確定方法、測(cè)點(diǎn)布置要求.02會(huì)查閱檢測(cè)規(guī)程、公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)；能正確使用儀器；會(huì)確定檢測(cè)的測(cè)區(qū)、布置測(cè)點(diǎn)；會(huì)數(shù)據(jù)采集及分析軟件、分析波形，判定巖土材料回彈模量具檢測(cè)報(bào)告03具有嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程的態(tài)度，具備認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度及解決實(shí)際問(wèn)題的能力；具有嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度04技能目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)一、知識(shí)基礎(chǔ)

巖體的彈性波速度是巖體物理力學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)，與巖體質(zhì)量的一系列地質(zhì)因素有著密切的關(guān)系。它不僅取決于巖石本身的強(qiáng)度，也與巖體結(jié)構(gòu)的發(fā)育程度、組合形態(tài)、礦物組成和密實(shí)度、裂縫寬度及充填物質(zhì)等均有關(guān)系。

概述

巖體彈性波波速測(cè)定與混凝土中彈性波波速的測(cè)定方法相同，具體包括巖塊（試件）和巖體的測(cè)定。根據(jù)巖塊和巖體彈性波波速的差別還可以進(jìn)行巖體分級(jí)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定可以在巷道表面或平坦的巖面上測(cè)定，可以采用單孔測(cè)試或跨孔測(cè)試。檢測(cè)方法

在巖體測(cè)試中所采用的波包括超聲波和沖擊彈性波。其中，超聲波的有效測(cè)試距離一般在1m以內(nèi)，而彈性波可達(dá)數(shù)十米。工程上常采用跨孔法測(cè)試。測(cè)試分為對(duì)測(cè)與斜測(cè)等。檢測(cè)方法

(1)沖擊回波法：在試樣的同一個(gè)端面進(jìn)行激振和接收，根據(jù)頻率和試樣長(zhǎng)度進(jìn)行波速測(cè)定。沖擊回波法所采用的波為沖擊彈性波，其頻率一般十?dāng)?shù)kHz，其得到的波速為一維波速Vple。方法原理Vple=2D/T（4-5）一般來(lái)說(shuō)Vp3_u要比Vp1_e快10～20%！

圖4-6沖擊回波法原理示意圖

(1)超聲法（透射法）：把振源和接收器放在巖塊試件的兩端，通過(guò)時(shí)間差和試樣長(zhǎng)度來(lái)推算P波波速?？紤]到試樣長(zhǎng)度一般較短，因此透射法通常用超聲波，其頻率一般為數(shù)百kHz以上，此時(shí)得到的超聲波速為3維波速Vp3u方法原理Vp3u=L/△t（4-6）一般來(lái)說(shuō)Vp3u要比Vple快10～20%！

圖4-6超聲法波法原理示意圖

巖體的彈性波波速檢測(cè)分析時(shí)，必須考慮到影響巖體波速的因素。主要包含：影響因素巖石軟硬程度的影響01巖石密度影響02裂隙或夾層影響03常見(jiàn)巖體波速范圍

巖體完整性評(píng)價(jià)

巖體的完整性程度是決定巖體基本質(zhì)量的一個(gè)重要因素，應(yīng)該采用定性劃分和定量指標(biāo)兩種方法進(jìn)行確定。巖體完整性定性劃分應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度（包括主要結(jié)構(gòu)面組數(shù)及其平均間距），主要結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度、主要結(jié)構(gòu)面類型及其相應(yīng)結(jié)構(gòu)類型等進(jìn)行綜合判定。

巖體完整性評(píng)價(jià)

巖體完整程度的定量指標(biāo)可采用巖體完整性指數(shù)K_v，K_v應(yīng)針對(duì)不同的工程地質(zhì)巖組或巖性段，選擇有代表性的點(diǎn)、段，測(cè)定巖體彈性縱波波速，并在同一巖體取樣測(cè)定巖石彈性縱波波速。

巖體完整性評(píng)價(jià)

在巖體和巖石上所采用的方法必須一致。左式為整性指數(shù)Kv計(jì)算公式，使用沖擊彈性波時(shí)，Kv需按右式修正。

檢測(cè)方法對(duì)比二、任務(wù)分析（一）檢測(cè)目的：

測(cè)定巖石材料波速（二）適用范圍：

主要用于檢測(cè)巖體的動(dòng)泊松比、動(dòng)彈性模量、動(dòng)剛性模量、動(dòng)剪切模量、動(dòng)拉梅系數(shù)、動(dòng)體積模量、巖體的風(fēng)化系數(shù)、跨孔法及單孔一發(fā)雙收進(jìn)行地質(zhì)勘察、地質(zhì)裂縫檢測(cè)、巖體狀態(tài)及隧道圍巖松動(dòng)圈檢測(cè)等。（三）儀器設(shè)備：

（四）使用前的準(zhǔn)備工作1.連接換能器在儀器發(fā)射口與接收口（1或2）分別連接發(fā)射、接收換能器。2.連接電源①用交流電源：將交流供電電源插頭插入220V交流電源插座，圓頭插頭一端插入儀器電源插座。②外接直流電源供電：直接將儀器電池的圓頭插頭一端插入儀器電源。③直接使用儀器內(nèi)部的充電電池供電。（四）使用前的準(zhǔn)備工作3.開機(jī)按下儀器電源開關(guān)，電源指示燈顯示綠色，并發(fā)出“嘀”的響聲，幾秒鐘后，屏幕顯示系統(tǒng)主界面（如圖2.2所示）。用、鍵在各個(gè)功能模塊中循環(huán)選擇，或者用、鍵在左右兩個(gè)功能模塊中進(jìn)行切換，把選擇框移到功能按鈕上時(shí)，按鈕字的顏色為紅色，此時(shí)按確認(rèn)鍵進(jìn)入相應(yīng)的功能模塊。SRU-PST巖土聲波測(cè)試儀，包含五個(gè)個(gè)功能模塊，分別是巖體參數(shù)檢測(cè)、巖體（混凝土）缺陷檢測(cè)、裂縫深度檢測(cè)、超聲檢測(cè)和系統(tǒng)設(shè)置，選擇超聲檢測(cè)。三、檢測(cè)流程1.進(jìn)入超聲檢測(cè)模塊2參數(shù)的設(shè)置3.數(shù)據(jù)采集4.檢測(cè)報(bào)告