聲波法測(cè)試巷道圍巖松動(dòng)圈

1、聲波法測(cè)試巷道圍巖松動(dòng)范圍一、巖體彈性波速與巖體種類、巖一、巖體彈性波速與巖體種類、巖石密度和生成年代有關(guān)石密度和生成年代有關(guān)-巖石密度越高，波速越大。 88. 135. 0PV回歸關(guān)系：二、巖體波速與巖體中裂隙或夾層的關(guān)系二、巖體波速與巖體中裂隙或夾層的關(guān)系彈性波在巖體中傳播時(shí)，遇到裂隙，則視充填物而異。若裂隙中充填物為空氣，則彈性波不能通過(guò)，而是繞過(guò)裂隙斷點(diǎn)傳播。在裂隙充水的情況下，聲能有5可以通過(guò)，若充填物為其他液體或固體物質(zhì)，則彈性波可部分或完全通過(guò)。彈性波跨越裂隙寬度的能力與彈性波的頻率和振幅有關(guān). 1）頻率越低，）頻率越低，跨越裂隙寬度越跨越裂隙寬度越大，反之越小。大，反之越小。2

2、） 裂隙數(shù)目越多，裂隙數(shù)目越多，則縱波速度越小則縱波速度越小3 3）巖體的風(fēng)化程度越高，彈性波的速度越小）巖體的風(fēng)化程度越高，彈性波的速度越小4 4）夾層厚度愈大，彈性波縱波速度愈低）夾層厚度愈大，彈性波縱波速度愈低三、巖體波速與巖體的有效孔隙率及吸水率有關(guān)三、巖體波速與巖體的有效孔隙率及吸水率有關(guān)一些巖石的縱波速度與有效孔隙率n之間的關(guān)系見圖3-9所示。從圖中可以看出：隨著有效孔隙率的增加，縱波波速急劇下降圖3-10表示了縱波波速與吸水率之間的關(guān)系。從圖中可以看出：隨著吸水率的增加，縱波波速急劇下降。四、巖體波速與各向異性性質(zhì)有關(guān)巖體因成巖條件、結(jié)構(gòu)面和地應(yīng)力等原因而具有各向異性，因而彈性波

3、在巖體中的傳播速度、巖體動(dòng)彈性模量等也具有各向異性?？梢?，平行層面縱波波速，大于垂直層面波速?？梢?，平行層面縱波波速，大于垂直層面波速。平行巖層面的動(dòng)彈模大于垂直巖層的動(dòng)彈模。平行巖層面的動(dòng)彈模大于垂直巖層的動(dòng)彈模。壓力愈大，縱波波速各向異性系數(shù)愈小。壓力愈大，縱波波速各向異性系數(shù)愈小。（各向異性系數(shù)）（各向異性系數(shù)）五、壓應(yīng)力對(duì)彈性波傳播的影響五、壓應(yīng)力對(duì)彈性波傳播的影響（一）室內(nèi)測(cè)試的結(jié)果（一）室內(nèi)測(cè)試的結(jié)果 壓應(yīng)力，對(duì)巖石彈性波的波速和動(dòng)彈性模量有一定的影響，受力狀態(tài)可分靜水壓縮靜水壓縮、三向壓縮三向壓縮和單向壓縮單向壓縮，量測(cè)方式可分為平行平行或垂直于最大應(yīng)力垂直于最大應(yīng)力?；疽?guī)律相

4、同，即在低應(yīng)力區(qū)縱波波速增長(zhǎng)很快，隨著應(yīng)力的增大，增長(zhǎng)減慢，趨于常值。l與壓應(yīng)力垂直方向上的縱波波速，隨應(yīng)力增長(zhǎng)而減小（波傳動(dòng)方向上受拉應(yīng)力）（二）現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)的結(jié)果及應(yīng)用（二）現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)的結(jié)果及應(yīng)用測(cè)量時(shí)，在巷道斷面選幾個(gè)主要部位，垂直巖壁向圍巖內(nèi)打孔，采用一發(fā)雙收?qǐng)A管式換能器測(cè)量孔內(nèi)不同深度的聲波速度，作出速度-深度曲線，根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料得出的正常巖體波速，劃分出三個(gè)圈帶（如圖1、圖2）。圖圖1 1 圍巖松動(dòng)圈及其對(duì)應(yīng)的速度圍巖松動(dòng)圈及其對(duì)應(yīng)的速度- -深度曲線深度曲線圖2 圍巖松動(dòng)圈聲波探測(cè)示例 1.01.52.02.50200040006000(m)(m/s)l圖3-13 兗礦集團(tuán)東灘煤礦43巖集運(yùn)聲波測(cè)試結(jié)果采前采后l圖3-14兗礦集團(tuán)東灘煤礦44巖集軌聲波測(cè)試結(jié)果1.01.52.02.520003000400050006000(m)(m/s)采前采后l圖3-15 兗礦集團(tuán)東灘