岩体声波探测【岩体声波探测技术在工程中的作用有那些】

admin  2023-11-09 19:00:16  阅读 51 次 评论 0 条

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文章导读:

岩石中的波及其速度测量

均匀岩石中可能产生两类弹性波,一类是纵波,也称P波,其质点运动方向与波传播方向平行。纵波在岩石中传播速度是 储层岩石物理学 式中:ρ是岩石的密度;λ和μ是岩石变形的弹性参数。

实验室内测量 在实验室内进行岩石声速测量需要特殊的测量系统和特殊的标本形状,所用频率一般在106Hz以上。因此,实验室内测量得到的实际上是超声波在岩石中的速度。实验室内观测的主要方法是行波法。

电磁波在基岩中的传播速度取决于基岩的不同性质,一般情况下,电磁波在岩石中的传播速度约为3000m/s-4500m/s,砂土中则可以达到每秒6000-8000米,而在水中则可以达到1400-5000m/s。

岩石物理测得的速度与地震波速度不一致,主要原因有测量方法不同、测量尺度不同。测量方法不同:岩石物理测速一般采用地面重力、声波、电磁波等物理方法,而地震波速度是通过地震波传播路径的记录和分析得出的。

气饱和岩石的vP比相应的水饱和岩石的vP小。片麻岩等片理发育的岩石,沿片理面测量的波速大于垂直片理面测量的波速,有时相差一倍以上。沉积岩中的弹性波速度受孔隙度的影响很大,变化范围很宽。

工程地球物理勘探的声波探测

1、利用声波(或超声波)对岩体进行探测的方法。由于频率高、波长短,因此分辨率高。主要用于测定岩体的物理力学参数、确定洞室岩石应力松弛范围、探测溶穴及检查水泥灌浆效果等。

2、声波检测和浅层地震、面波勘探同属弹性波“动测”技术。

3、反射波法目前仅用于井中的超声电视测井和水上的水声勘探。陆地上的反射波法还处于试验阶段。

4、声波在岩体中传播的特征,其波速、振幅随岩体性质不同而发生变化。试验证明,声波在不连续面上的能量衰减比较明显,因此衰减系数α可以反映岩体节理裂隙发育的程度。

5、原理:声波在遇到固体-空洞的界面时回反射,测出回波时间,根据声波在该介质的速度即可算出距离,在3个不同地点测量,就可以标出空洞的3维坐标。

“物探”在区域地质调查中的选择及应用效果

1、(1)物探找矿有利条件:地形平坦,因物理场是以水平面作基面,越平坦越好;矿体形态规则;具有相当的规模,矿物成分较稳定;干扰因素少;有比较详细的地质资料。最好附近有勘探矿区或开采矿山,有已知的地质资料便于对比。

2、在区域地质调查中,区域性物探资料主要用于区域性构造、深部构造以及较大的地质体边界的分析解释等研究。局部性、矿区及异常区的物探资料主要用于异常的查证和指导找矿。

3、选矿的工作是很重要的,物探勘测法在一定程度上提高了资源开发的利用率。在对岩石性质和结构进行分析筛选时,需要将岩石进行分类。

4、地面物探方法的种类很多,目前在水文地质调查中应用最普遍的是电法,磁法、放射性探测法和声波探测法也经常使用。

岩体声波探测【岩体声波探测技术在工程中的作用有那些】

声波检测的方法

多普勒效应法:利用多普勒效应来测量声速,即测量声波在运动的空气中的频率变化。电磁法:利用声波沿着磁场传播时的速度和电磁波速度之间的关系来测量声速。

次声波传感器可以检测到次声波。次声波传感器又叫次声传感器,就是能够接收次声波的传声器。通常有多种换能类型的传感器可用作次声波传感器,只要有足够低的下限频率。

测量声速最简单、最有效的方法之一是利用声速v 、振动频率f和波长λ之间的基本关系,即实验时用结构相同的一对(发射器和接收器)超声压电陶瓷换能器,来作声压与电压之间的转换。

检测方法 由检测对象及检测目的的不同,声波检测有多种方法。 11 透射法 发射的声波经被测介质传播透过后,由接收换能器接收的测试方法为透射法。

(2) 现场的检测过程一般分两个步骤进行,首先是采用平测法对全桩各个检测剖面进行普查,找出声学参数异常的测点。

进行岩样声波测试时,只有使用高频的超声波仪器,才能忽略岩样边界对声波的影响。对于同一岩体(岩石),弹模数值与岩性有关,还与加载的方式有关。用静力测试的方法称为静力法,测得的弹模称为静弹模量,以Es表示。

声波检测的原理

超声波速度测量是通过测量超声波在物质中传播的速度来确定物质的性质和状态的一种非侵入式测量方法。其原理基于声波在不同介质中传播速度的差异,以及受声阻抗差异影响而发生反射、折射等现象。

声速的测定实验原理是由于超声波具有波长短,易于定向发射、易被反射等优点。在超声波段进行声速测量的优点还在于超声波的波长短,可以在短距离较精确的测出声速。

原理如下:传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动,导致电容的变化,而产生与之对应变化的微小电压。

声波检测的基本原理与地震勘探的原理十分类似,是以研究弹性波在岩土介质中的传播特征为基础。声波在不同类型的介质中具有不同的传播特征。

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