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1、声波法测试巷道围岩松动范围 一 岩体弹性波速与岩体种类 岩石密度和生成年代有关 岩石密度越高 波速越大 二 岩体波速与岩体中裂隙或夹层的关系弹性波在岩体中传播时 遇到裂隙 则视充填物而异 若裂隙中充填物为空气 则弹性波不能通过 而是绕过裂隙断点传播 在裂隙充水的情况下 声能有5 可以通过 若充填物为其他液体或固体物质 则弹性波可部分或完全通过 弹性波跨越裂隙宽度的能力与弹性波的频率和振幅有关 1 频率越低 跨越裂隙宽度越大 反之越小 2 裂隙数目越多 则纵波速度越小 3 岩体的风化程度越高 弹性波的速度越小 4 夹层厚度愈大 弹性波纵波速度愈低 三 岩体波速与岩体的有效孔隙率及吸水率有关 一些
2、岩石的纵波速度与有效孔隙率n之间的关系见图3 9所示 从图中可以看出 随着有效孔隙率的增加 纵波波速急剧下降 图3 10表示了纵波波速与吸水率之间的关系 从图中可以看出 随着吸水率的增加 纵波波速急剧下降 四 岩体波速与各向异性性质有关 岩体因成岩条件 结构面和地应力等原因而具有各向异性 因而弹性波在岩体中的传播速度 岩体动弹性模量等也具有各向异性 可见 平行层面纵波波速 大于垂直层面波速 平行岩层面的动弹模大于垂直岩层的动弹模 压力愈大 纵波波速各向异性系数愈小 各向异性系数 五 压应力对弹性波传播的影响 一 室内测试的结果压应力 对岩石弹性波的波速和动弹性模量有一定的影响 受力状态可分静水
3、压缩 三向压缩和单向压缩 量测方式可分为平行或垂直于最大应力 基本规律相同 即在低应力区纵波波速增长很快 随着应力的增大 增长减慢 趋于常值 与压应力垂直方向上的纵波波速 随应力增长而减小 波传动方向上受拉应力 二 现场量测的结果及应用 测量时 在巷道断面选几个主要部位 垂直岩壁向围岩内打孔 采用一发双收圆管式换能器测量孔内不同深度的声波速度 作出速度 深度曲线 根据统计资料得出的正常岩体波速 划分出三个圈带 如图1 图2 图1围岩松动圈及其对应的速度 深度曲线 图2围岩松动圈声波探测示例 图3 13兖矿集团东滩煤矿43岩集运声波测试结果 图3 14兖矿集团东滩煤矿44岩集轨声波测试结果 图3 15兖矿集团东滩煤矿西轨石门声波测试结果
