隧道岩石声波波速测试
8、岩体声波测试(岩块声波速度测试、岩体声波速度测试)
岩体声波测试包括（岩块声波速度测试、岩体声波速度测试）岩体声波速度是指声波在岩体中的传播速度。
岩体声波速度，能较直观地反映岩体结构好坏、帮助划分岩体类别以及计算岩体的动弹性参数等。
岩石声波速度，又分横波和纵波传播速度两种，测试方法一般有脉冲超声波法和共振法。
（一）岩块声波速度测试岩块声波速度测试是采用超声波法，测读声波在岩石试件中的传播时间和距离，进而计算岩石声波速度和动弹性参数的一种方法。
该测试适用于能制成规则试件的各类岩石。
试件加工及描述应符合有关规定。
测试耦合剂可用凡士林、黄油、铝箔或铜箔等。
测试选用换能器的发射频率，应满足下式要求：=2v p/D式中ƒ———换能器发射频率，Hz；v p———岩石纵波速度，m / s；D———试件直径，m。
1、测试要点采用直透法或平透法布置换能器，量测两换能器中心距离。
将试件置于测试架上，对换能器施加约 O. O5MPa 的压力，测读纵波或横波在试验件行走的时间；如试件在受力状态下测试，宜与单轴压缩变形试验同时进行。
测试结束后，应测定超声波在标准有机玻璃中的传播时间，确定系统的零延时，或将发射、接收换能器对接，测读零延时。
2、测试成果整理按下列公式计算岩块的纵、横声波速度：V p=L/（t p-t0）V s=L/（t s-t0）式中v p———纵波速度，m / s；v s———横波速度，m / s；L———发射、接收换能器中心间的距离，m；t p———纵波在试件中行走的时间，s；t s———横波在试件中行走的时间，s；t O ———仪器系统的零延时，s。
（二）岩体声波速度测试岩体声波速度测试，是通过测定纵、横波在岩体中的传播时间，进而求得声波在岩体中的传播速度及动弹性参数的一种方法。
适用于各类岩体。
岩体声波速度测试可在钻孔、平洞、地表露头等部位，按工程需要布置测线，以电脉冲、锤击、电火花等方式激发声波进行。
测试耦合剂可用凡士林、黄油、铝箔或铜箔等。
测试前应对测试岩体进行地质描述。
波速测试在岩土工程勘察中的作用分析
波速测试在岩土工程勘察中的作用分析岩土工程勘察是指对地下岩土地质情况进行调查和分析，以确定地下岩土的性质和特性，为工程设计、施工和运营提供科学依据的一项工作。
而波速测试则是岩土工程勘察中的重要内容之一，通过对岩土体的波速进行测试，可以获取关于岩土体力学性质的重要信息，对于工程设计和施工至关重要。
本文将对波速测试在岩土工程勘察中的作用进行分析。
一、波速测试的原理波速测试是指通过在地下岩土中传播声波或弹性波，测定波的传播速度来判断岩土体的力学性质。
在地下工程勘察中，主要采用的波速测试方法有地震波法、声波法和超声波法等。
地震波法是一种利用地震波在地下介质中传播的速度来反映地下介质性质的一种探测方法，可以用于探测基础岩层、地下水位、构造断裂和地质构造等情况。
声波法则是通过声波在地下介质中传播的特性来判断地下介质的物理性质和力学性质，对于研究地下水位、地质构造和土壤类型等方面有着重要的作用。
超声波法则是利用高频声波在岩土体中传播的速度和衰减特性来判断岩土体的质地、密实度和抗压强度等特性。
1. 判断地下岩土的性质通过波速测试可以精确地获取地下岩土体的波速信息，根据声波或地震波在不同岩土体中传播的速度和衰减特性，可以判断地下岩土体的结构、密实度、水分含量和力学性质等特性。
这些信息对于地下岩土体的性质评价和工程设计具有重要的指导意义。
2. 评估地下水位和地质构造波速测试可以用来评估地下水位、地下断裂和地质构造等情况。
因为地下水和地下断裂会对波速的传播造成影响，通过观测波速的变化可以判断出地下水位和地下构造的情况，对于工程设计和施工有着重要的指导作用。
3. 预测地下岩层的稳定性通过波速测试，可以分析地下岩层的稳定性。
因为岩土体的稳定性与其密实度、结构特性和力学性质有关，而这些信息可以通过波速测试来获取。
通过分析波速的变化和衰减特性，可以对地下岩层的稳定性进行合理的预测和评估，为地下工程的施工和运营提供重要的参考。
隧道围岩的声波测试
１ 围岩 声波测 试 项 目及 其测试 方 法
１ １ 测试项 目 ．
Ｖｐ Ｋ ， 地下 工程岩 体 中可采用声 波测试 的项 目很多 ， 主要 有 ： ） １ 地 速度 ；ｒ为岩块 的纵波速度 ； 愈接 近于 １ 表示岩体愈完整 。 在软岩与极其破碎 的岩体 中， 有时无法取 出完整而扰动不严 下工程位置的地质剖 面检测 （ 声波 测井 ） 用 以划分 岩层 ， ， 了解 岩 不能测取岩块 的纵波 速度 ， 时可用相对 完整系数 Ｋ 这 层破碎情况和 风化 程度等 ；） ２岩体 力学 参数测定 ， 如弹性模量 、 抗 重的岩块 ，
１ ２． 出的 偏低 ， 测 Ｋ 值偏 高。 围岩 分类 中声波 测试方 法 ， 除采 取钻孔 法外 ， 可采取 锤击 还
测得 波 速 比用 钻孔 法测 得 的偏 围岩松动 圈是设 计 地下工 程和评 定 围岩稳定 性 的重要 参数 法。锤击法受 开挖 影 响较 明显 ， 必 而应 之一 。 测定松动圈 的原理 ， 是声 波传播 速度决定 于岩体 完整 低 。在围岩分 类 中， 须考虑 不同情况 下测取 波速 的差异 ， 主要 分别采用不同的标准 。 性程度 。完 整岩体 的波速 一般较 高 ， 而在应力 下降 、 裂隙 扩张 的 松动 区波速相对 下降 ， 因而在 围岩压 密区（ 应力升高 区） 和松动 区 １ ２ ３ 动弹性模量的测试 ．．
判别 围岩稳定状态 ， 提供工程围岩分类的参数 。
的结构面减少 。但有 时波速 并不能反 映岩体完整性 好 ， 有些破 如
碎硬岩 的波速 高于完整性较好的软岩 ， 因此 还要采用 岩体完整性 系数 Ｋ ｐ ） 反映岩 体 的完整 性 ， 中， ｐ 岩体 纵波 （ ／ 来 其 为
文章编号 ：０ ９６ ２ （０ ６）８０ ９ ．２ １０ —８５ ２ ０ １ —２ ００
岩石压力波速度测试方法与分析
岩石压力波速度测试方法与分析岩石是地球上最基本的构成成分之一，其性质与行为直接影响到地质工程、地震学和石油勘探等领域。
压力波速度是岩石力学研究中重要的参数之一，它能够揭示岩石的变形、破裂和应力状态，并为岩石工程设计和实际施工提供重要参考。
本文将介绍一些常见的岩石压力波速度测试方法，并对其测试结果进行分析。
一、动态弹性参数测试方法1. 声波测井法声波测井法是一种通过测量井中岩石传播声波的速度来揭示岩石性质和结构的方法。
在实际应用中，声波测井设备通过发射声波信号，并记录其传播时间以及到达接收器的信号强度。
根据测量的数据，可以计算出岩石的纵波速度和横波速度，从而推断岩石的力学性质。
2. 超声波检测法超声波检测法是一种利用超声波在岩石中的传播速度来测定岩石性质的方法。
通过在岩石表面或孔洞中放置超声波传感器，并发射高频信号，测量其传播时间和到达接收器的信号强度。
根据测量数据，可以计算出岩石的压力波速度和剪切波速度。
二、静态弹性参数测试方法1. 声速仪测试法声速仪测试法是一种通过测量岩石中声波的传播速度来推断其力学性质的方法。
该测试方法适用于岩石试样，通过固体声波仪器向试样表面或孔洞中发射声波信号，并记录声波波形。
通过计算相位变化，可以得到岩石的纵波速度和横波速度。
2. 拉伸试验法拉伸试验法是一种通过施加拉伸力来测定岩石的弹性模量和压缩强度的方法。
在该方法中，通过施加恒定应变速率的拉伸力，测量岩石试样的应力-应变关系。
通过分析应力-应变曲线，可以得到岩石的压力波速度。
三、岩石压力波速度的分析1. 岩石组分分析岩石的压力波速度与其组分密切相关。
根据各组分的密度和声波传播速度，可以推算出岩石的压力波速度。
例如，石英和长石等硅酸盐矿物对声波的传播起到重要作用，而成分中含量较高的非均质物质则会对声波传播速度产生较大影响。
2. 岩石孔隙率分析岩石中的孔隙率是影响其压力波速度的重要参数之一。
孔隙率越高，岩石内部的孔隙体积越大，并且会导致声波的传播速度降低。
岩土工程勘察中波速测试的应用研究
岩土工程勘察中波速测试的应用研究波速测试是以弹性理论为依据，用人工的方法在岩土介质中激发一定频率的弹性波，这种波以各种波形在岩土体内部传播并由相应的仪器接收。
通过分析接收和记录下来的波动信号来判定岩土体的物理力学性质，计算小应变条件下岩土体的动力参数，为场地工程地质评价提供依据。
波速测试常采用单孔法、跨孔法或面波法，主要测定各类岩土体的压缩波波速νP、剪切波波速νS或瑞利波波速νR。
下面就对波速测试的几种方法、测试要点、资料分析、成果应用等进行较全面的梳理和总结。
1 测试方法波速测试设备主要分为激发装置和接收装置两部分，激发装置有机械式、电磁式等；接收装置常包括检波器、放大器和示波器。
根据任务和设计要求以及工程现场的测试条件，可采用单孔法、跨孔法或面波法进行测试。
1.1 单孔法单孔法是在一个钻孔内进行测试，所测得的波速为地表至测点间地层的平均波速。
该方法常用于土层软硬程度变化大或层次较少的地层。
测试时可在地面激振，孔底接收，称为下孔法；也可在孔底激振，地面接收，称为上孔法；可沿钻孔向上或向下测试，常采用下孔法自下而上逐点进行测试。
测试钻孔应尽量垂直，将声波探头或三分量检波器放至孔内预定深度位置，并与孔壁贴紧。
土层剪切波测试常用的振源激发装置是尺寸为2000×300×50mm的木板，木板长度方向的中垂线应对准测试孔中心，与孔口距离宜为1～3m，其上放置大于400kg的重物。
当用锤水平敲击木板两端时，木板与地面摩擦而产生水平剪切波，两次相反方向的敲击，可获得极性相反的两组剪切波形。
剪切波测试应结合土层分布设置测点，测点的垂直间距可取1～3m，层位变化处应加密；当测岩体的压缩波时，测点的垂直间距可取0.2～0.5m，且钻孔内应有水。
在每一个测点位置，应重复测试多次。
1.2 跨孔法跨孔法是在场地上取两个平行的钻孔，在一个钻孔不同深度处设置振源，在另一个钻孔相应深度处放置检波器，所测得的波速为两孔之间地层的传播速度。
地下洞库围岩松动圈的声波法测试
对松动 圈范 围的判 定 ， 对洞 室洞 室开挖方式的选择 、 巷 道稳 定性 的分析 ， 以及确定锚杆支护位置 、 支护锚杆 长度等设计 参数
的确定 ， 均有重要意义 。
仪器 结构简单 、 操作方便 、 数据 直观 ， 故此 次松动 圈测定采用该
方法。 声 波 法 的原 理 是 声 波 在 岩 体 中传 播 ， 当岩体裂隙发育 、 密 度
高则说 明围岩完整性 好 ，波速低说 明围岩存在裂缝 ，完整性较
差。
实际测试示 意图见图 １ 。在岩体 中钻孔后放入 测试探 头 ， 测 试探头 中有一个 发射器 和两个 接收器 ， 实行一发双收 。 发射探头
８ ２ Ｉ 石 油 化 工 建 设 ２ ０ １ ４ ． ０ １
全， 做 到 科 学决 策 ， 需 对 两 种 开 挖 方 式产 生 的 松 动 圈 范 围进 行 测
定， 比较两 种施 工工艺对 围岩 的扰动情况 ， 为确定合理 的洞室主
导开挖方式提供依据 。
后， 洞壁的应力最大 。当该应力超过岩体 的极 限强度时 ， 围岩将 立即发生破坏 ； 当该应力介于极 限强度和屈 服极 限时 ， 洞壁 围岩 就由弹性状态转化 为塑性状 态 ， 该趋 向深处发展 ， 并最 终在 围岩 中形成一 个所谓 的塑性松动 圈。 当然， 围岩破 坏发展 到一定深度 后会取得新应 力平衡 ，最终也会在洞室周 围产生一定 的破 坏松 动范围。因此 ， 在洞室开挖后 ， 在其周围会 因应力释放产生一个
Ｅ＆ Ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ 工程技术
地下洞库围岩松动圈的声波 Ｉ Ｊ 试
郑红刚 龚凯 军 王立强 北京东 方新星石化工程股份有限公司 北京 １ ０ ０ ０ ７ ０ 摘 要 以山东某化 工企 业建造的地下洞库项 目为工程实例 ， 详细介绍 了采用声波法测定松动 圈的原理 及过程 ， 结合实 际
岩体声波测试技术及其在巷道围岩岩体波速测试中的应用
由（ ） （ ） 式可得 到纵 波速 度 及横 波速度 。 ２ 、３ 两
公式 ， 即 及 与介 质 弹性 系数 的关 系 ：
时 、 幅 、 谱 和岩石 的结 构及 应力状 态 有着 一定 的对 振 频
维普资讯
３ ８
铁
道 建 筑
： Ｓ
㈦
时 刻纵 波总 是早 于横 波 出现 。
—
—
体 积 膨胀 系数 ；
Ｆ —— 介质 总 的位移量 。 介 质 中 由于 弹性 波传播 产 生 的 位移 量 （ 是膨 胀 Ｆ） 位 移 势 的梯 度 （
波 动方 程 ：
ｌ ０ ： （ ＋２１ ／）
１２
声 波 在传 播过程 中遇 到 岩体 中不 同介 质 的分界 面
于折 射 波将 以初 至波 的形 式 出现 而 易 于 区别 ， 目前 岩
ｌ了 ： ０— ０ ＝ 一 Nhomakorabea体测 试 主要 以折 射波 为主 。
１２ 岩 体 声 波 测 试 的 物 理 基 础 ．
式 中
——膨 胀 位移 位 函数 ；
— —
旋 转位 移位 函数 。
在 岩体 声波 测试 中 ， 由于外 力 的瞬时 性 和微 弱性 ， 岩石 表 现 为弹性 介质 ， 波 在其 中的 传 播 是 符 合 弹性 声 波传 播 规律 的 。利用 弹性 波 的波动 方程 和 波形 特征来 揭示 岩 体 内部 结 构 和 应 力 状 态 是 可 能 的 。声 波 的走
体 强度 及变 形 特征 ； ２ 岩体 结构 特性 使声 波在 岩体 中的波动 过程 变 得 ）
岩 石 类 型
岩 块 号 走 时 岩 块 长 度 岩 块 波 速
岩块波速测试方法
岩块波速测试方法嘿，咱今儿就来说说岩块波速测试方法。
你知道吗，这就好比给岩块做一次特别的“体检”呢！岩块波速测试，那可是个很重要的事儿。
想象一下，岩块就像一个个小战士，我们得知道它们的“战斗力”咋样呀，这波速测试就是了解它们的关键一步。
一般来说呢，有好几种方法可以来测。
比如说，有一种叫超声波法。
这就好像是用一种特别的“声音探测器”去探测岩块内部的情况。
通过发射超声波，然后看看它在岩块中传播的速度，就能了解岩块的一些特性啦。
还有一种方法呢，是利用其他的波动形式，就好像给岩块来一场特别的“波动派对”。
在这个派对上，我们能观察到岩块对不同波动的反应，从而得知它的各种秘密。
那在实际操作中，可得小心谨慎呢。
要选择合适的测试仪器，这就像是给战士挑选趁手的兵器一样重要。
要是仪器选不好，那可就麻烦啦，得到的数据可能就不准确咯。
而且测试的时候，环境也很重要呀。
不能有太多干扰，不然就像在嘈杂的市场里听音乐，根本听不清嘛。
测完之后呢，可得好好分析数据。
这数据就像是岩块给我们的“密码”，我们得仔细解读，才能真正了解岩块的情况。
这可不是随便看看就行的，得用心，就像侦探破案一样，从蛛丝马迹中找到真相。
你说，这岩块波速测试是不是很有意思呀？它能帮助我们更好地了解岩石的性质，为工程建设啥的提供重要的依据。
要是没有这个测试，那很多工程可能就会像没头苍蝇一样乱撞啦。
所以啊，别小看这岩块波速测试，它可真是个大宝贝呢！咱可得重视起来，让它为我们的生活和工作发挥更大的作用呀！这不就是科技的魅力所在嘛，让我们能更深入地了解这个世界，更好地利用资源，创造更美好的未来。
你说对不对呢？。
岩石声波测速实验报告
岩石声波测速实验报告实验目的：通过声波测速方法测量不同岩石样品的声速，并分析其成因。
实验原理：声波测速是一种常用的岩石物理实验方法，通过测量声波在岩石中的传播速度来推测岩石的物理性质和结构。
实验中常用的声波传播模式有纵波和横波两种。
实验步骤：1.准备工作：选择不同类型的岩石样品，保证其表面光滑且无任何裂纹。
准备声波源和接收器。
2.实验装置：将声波源和接收器分别固定在两个相对的位置上，使它们与样品成一直线。
调节声波源和接收器的间距为固定值。
3.实验操作：发射一个短脉冲信号，让声波沿着样品的长度传播。
接收器收集到反射的声波信号并传输到计算设备上。
4.数据处理：通过计算接收器接收到声波信号的时间间隔和样品的长度，推算出声波在岩石中的传播速度。
实验结果与讨论：根据实验数据计算出不同岩石样品的声速，并进行分析。
1.实验结果：将实验数据列成表格，并计算出每个样品的声速。
样品编号岩石类型声速（m/s）1 花岗岩50002 石灰岩35003 砂岩20002.结果分析：（1）花岗岩的声速较高，说明其具有较高的密度和硬度。
花岗岩中晶粒间的结合较紧密，使声波传播时受到的阻力较小。
（2）石灰岩的声速较花岗岩较低，说明其密度和硬度相对较小。
石灰岩中的微小裂缝和孔隙较多，导致声波传播时受到的阻力较大。
（3）砂岩的声速最低，砂岩中含有较多的石英和珍珠岩等成分，这些成分的密度较小，且砂岩中的孔隙较多，造成了声波的衰减，使得声速较低。
结论：通过声波测速方法，我们成功地测量了不同岩石样品的声速，并分析了其成因。
花岗岩具有较高的声速，主要由于其密度和硬度较大；石灰岩的声速较小，与其较多的微小裂缝和孔隙有关；砂岩的声速最低，主要受到其含有的低密度石英和珍珠岩成分以及孔隙的影响。
实验中可能存在的误差：1.由于实验条件的限制，实际测量的声速可能与岩石实际声速有一定差距。
2.岩石样品中的微小裂隙和孔隙对声波的传播也会产生影响，可能造成测量结果的偏差。
浅谈超声波法求隧道洞身围岩Kv值的-江西公路学会
浅谈超声波法求隧道洞身围岩 Kv 值的 几个主要问题陈斌文 1,廖建云 2（1、江西省交通设计院，江西 南昌 330002） （2、江西省交通工程集团公司，江西 南昌 330003）摘 要：简述了钻孔波鵣速测试及岩石石波速测试的原理及方法技术，并提出影响隧道围岩的 分级的关键因素为岩体波速 Vpm 与岩石波速 Vpr 的准确求取，然后对进行岩体及岩石波速测试 时碰到的几个问题进行分析，找出了主要影响因素，并提出了解决这几个问题的处理方法，且 经过了现场检验取得了很好的效果。
关键词：隧道工程；超声波；隧道围岩完整性系数 Kv；主要问题；岩体弹性波速 Vpm；岩石弹 性波速 Vpr0 前 言根据新的隧道设计规范（JTG D70-2004） ，隧道 围岩的分级主要根据围岩基本量化指标[BQ]来划分， 而 [BQ] 与 Kv 值 存 在 如 下 关 系 ： [BQ]= BQ-100* （K1+K2+K3） ，BQ=90+3*Rc+250*Kv，其中 K1、K2、K3 为修正系数-查表获得， Rc 为岩石单轴抗压强-取样试 验测得，Kv 为隧道围岩完整性系数。
因此 Kv 值是准 确进行隧道围岩分级的关键因素。
而 Kv 值是采用超 声波法测试钻孔岩体弹性波速 Vpm 及相应位置岩石的 弹性波速 Vpr 求得，即 Kv=(Vpm/Vpr) ,因此 Kv 值的 求取最终归结为 Vpm、Vpr 的求取，本文就采用超声 波法准确测试 Vpm、Vpr 时碰到的几个问题进行分析 并提出了解决该问题的方法。
2下往上测， 测点间距一般为 20cm-50cm。
数据处理采用计算机自动分析， 计算机对上下两道波形进行互相 关分析， 搜索最大互相关条件下两道波形同相位点之 间的时间差， 进而求取相应深度位置处两固定间距径 向振动检波器之间孔壁岩体的弹性纵波波速 Vpm，钻 孔波速测试示意图见图 1。
原始地面 钻孔 声波测试仪充满清水激发换然器 径向换然器 径向换然器1 超声波法测试原理及方法技术1.1 超声波测试原理声波测试是弹性波测试方法中的一种， 其理论基 础建立在固体介质中弹性波的传播理论上， 该方法是 以人工激振的方法向介质（岩石、岩体、混凝土构筑 物）发射声波，在一定的空间距离上接收介质物理特 性调制的声波， 通过观测和分析声波在不同介质中的 传播速度、振幅、频率等声学参数，解决一系列岩土 工程中的有关问题。
波速测试在岩土工程勘察中的作用分析
波速测试在岩土工程勘察中的作用分析波速测试是岩土工程勘察中常用的一种测试方法，通过测试波速的大小来评估岩土体的物理性质和工程性质。
波速测试在岩土工程勘察中具有重要的作用，能够为工程设计和施工提供可靠的依据，本文将就波速测试在岩土工程勘察中的作用进行分析。
一、波速测试原理波速测试是通过在岩土体内传播压缩波和剪切波，由传播波的速度来推测岩土体的物理性质和工程性质。
在波速测试中，常用的方法有声波法、地震波法和超声波法等。
这些方法通过在岩土体内传播不同类型的波，测定波速的大小，从而得到岩土体的一些重要参数，如密度、弹性模量、泊松比等。
二、波速测试的作用1. 评估地质条件波速测试能够评估地下岩土体的物理性质，包括密度、孔隙度、含水量等。
通过波速测试，可以了解地下岩土体的类型、分布和变化规律，为工程设计提供地质条件的依据。
2. 确定岩土性质波速测试可以确定岩土体的力学性质，包括弹性模量、剪切模量、泊松比等。
这些参数是工程设计和施工的重要参数，能够直接影响工程的稳定性和安全性。
通过波速测试得到的岩土性质参数，可以为工程设计和施工提供依据。
3. 检测隐患波速测试可以检测地下隐患，如岩层裂缝、岩溶洞、地下水体等。
这些隐患对工程的影响很大，可能导致工程的失败和事故的发生。
通过波速测试，可以及时发现这些隐患，提前做好处理和防范措施。
4. 指导施工波速测试能够指导工程的施工，包括挖土、铺设管道、打桩等。
通过波速测试，可以了解地下岩土的物理性质和工程性质，指导合理的施工方案，保障工程的安全和质量。
三、波速测试的局限性尽管波速测试在岩土工程勘察中具有重要的作用，但也存在一些局限性。
波速测试需要专业的仪器和设备，测试过程较为复杂，需要专业的技术人员进行操作。
波速测试只能在有限的范围内得到岩土体的信息，对于一些地质复杂、工程难度大的地区，波速测试的效果可能不理想。
波速测试结果容易受到外界因素的影响，如土壤湿度、温度等，需要进行充分的校正和修正。
岩石声波测试
4、地质描述包括的内容
①测区岩石名称、结构及主要矿物成分； ②结构面产状、宽度、充填物性状、延伸方向及其与测线的相互关系； ③测区地质展示图及剖面图； ④钻孔柱状图；
5、岩体表面声波测试准备的规定
①测点应进行编号，测点表面应修凿平整； ②测量震源与换能器中心的距离应准确至0.01m； ③纵波换能器与岩体应采用清水、黄油、凡士林或石膏材料进行耦合。 ④横波换能器与岩体应采用铝箔或铜箔进行耦合
⑤采用折射波法（即平透法）时，将换能器布置在试件同一侧，并用游标卡尺测量发 射换能器与试件接触面的中心点到接收换能器与试件接触面的中心点之间的距离； ⑥非受力状态下，测试时应将试件置于测试架上，对发射和接收换能器施加约50kPa 的压力，测试纵波或横波在试件中的传播时间；
⑦根据需要，进行受力状态下的声波测试，宜与单轴压缩变形试验同时进行。测试时 应采用承压式声波换能器，测定试件受力方向纵波或横波在试件中的传播时间； ⑧更换换能器时，按①规定测定仪器系统的零延时； ⑨距离测量应准确至0.1mm,时间测量应准确至0.1μs；
1、分类以及适用
①纵波速度测试； ②横波速度测试； 适用于能制成规则试件的各类岩石。
2、主要仪器和设备
<1>钻石机、锯石机、磨石机； <2>岩石声波参数测试仪： 1.主要技术要求： ①发射脉冲电压不应小于250V； ②接收放大器的频带宽宜为50kHz~1MHz,总增益应大于80dB，并分档连续可调； ③计时器的最小读数为0.1μs，量程不应小于10000μs；
⑥利用横波换能器测定横波的传播时间；
8、测试成果以及计算公式
5、测试成果以及计算公式
①岩块纵波速度和横波速度计算公式：
②岩块动弹性参数计算公式：
隧道岩石声波波速测试
隧道岩石声波波速测试附件一、项目来源受某院委托，我院承担安包隧道项目工程地质钻孔声波波速测试工作。
二、任务与目的岩石声波波速测试，用于划分岩体风化壳及其强度评价、深部地层软弱结构面、破碎带埋深及岩溶发育特征的勘查，计算钻孔岩石完整性系数，判别钻孔岩层的完整性。
三、波速测试工作情况我院于2016年11月18日进场开展测试工作共完成了3个钻孔的波速测试工作，共完成310.25m的波速测试，具体工作量统计见表1.3.1所示。
四、声波波速测试原理与方法技术声波检测技术中有三个声学参量，即声速、声波波幅及频率，可对介质的物性做出评价。
各声学参量简述如下：①声速与弹性力学参数的关系：当测取岩体的纵波及横波声速Vp 与Vs，并已知岩体密度ρ的情况下，便可以获取岩体的动弹性模量E、剪切模量G和泊松比б，从而做出对岩体的动力学特征做出评价。
②声速岩体完整性指数：可用纵波评价岩体的质量，可用岩石样本的纵波波速Vpr与岩石的纵波平均声速Vpo测算出岩体的完整性指数Kv。
由完整性指数，可对岩体的工程力学性质进行分类。
③声速与岩体的裂隙：当波动的前方有裂隙存在时，在裂隙尖端所产生的新的点振源浆可绕过裂隙继续传播，形成波的“绕射”。
绕射的过程声线“拉”长，声时加长，使视声波降低，故声波不仅可对岩体的风化程度加以划分，对岩体中存在的裂隙有着极为敏感的反应。
④声波与岩体结构的关系：声波在整体块状结构中得传播速度最快，在层状结构、碎裂状结构、散体结构中，由于裂隙发育程度不同，声波在这种非均质介质中传播，将会在不同的波阻抗界面产生波的折射、反射、波形转换等，使波速拉长，从而使声波随结构的复杂而降低。
由测试对象及测试目的的不同，声波测试有多种方法，具体有投透射法、折射法、反射法等。
其中折射法—单孔一发双收声测井法主要用于岩体风化壳划分及强度评价、深部地层软弱结构面、破碎带埋深及发育特征的勘查。
根据本项目特点，采取单孔一发双收声测井进行检测。
岩土工程勘察--波速测试 ppt课件
波速测试
一、检层法波速测试 二、跨孔法波速测试 三、表面波法波速测试 四、反射波法波速测试 五、波速在工程中的应用
1
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一、检层法波速测试
检层法是在钻孔内测定岩土层波速的一种方法，是目前高层建 筑岩土工程勘察中最常用的方法。
1． 基本原理 检层法利用直达波的原理，即先根据勘察深度要求用钻机成孔 ，然后将钻孔检波器放至预定的测试点(也可用静力触探贯入设备将 三分量波速探头压人土层中)，并同时在孔口放置振源板，测出由孔 口振源产生的波传到孔中检波器所需要时间t，算出波从振源到检波 器的传播距离L，即可得到波在土中传播的速度：
对于这种畸变的波形还可用相位对比方法鉴 别。由于试验时敲击激振板的一端后．还敲 击另一端，其方向相反，测到的波形其相位 刚好相反，如图4-65；所示，比较这两个波 形记录，将记录纸上击振时间信号对齐，找 到相位差180度的两个最大的峰及谷即为剪切 波到达位置。如干扰很严重,有效波都1被6掩盖 了,那就无法鉴别。
不了解地层资料，可以2—3m一个测点或更大一些。
以上所述方法又叫下孔法(down-hole)，即孔口激振，孔中接收。 另外也可用上孔法(up-hole)即孔下激振，孔口接收；例如，可以利用 标贯试验作为孔底振源，同时进行孔口记录波形，如图4.9.7所示。
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压入式波速探头
压入式波速探头
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(1)根据试验要求确定孔深及试验点，先成好孔(或压入波速探头)。 (2)按图4.9.4将孔口检波器埋设好，检波器位置在板底下中间，检 波器轴线和板轴线一致(当板被敲击发出振波时，通过检波器就收到了 振源的信号，将它与钻孔中的检波器收到的信号作比较，即可找出时间 差)。然后将木板压下，木板要求和地面紧密接触，地面要平整，撤上l
岩石声波测速实验报告
一、实验目的1. 了解岩石声波测速的基本原理和实验方法。
2. 掌握使用声波测速仪进行岩石声速测量的操作步骤。
3. 分析岩石声速与岩石物理性质之间的关系。
二、实验原理岩石声波测速实验是基于声波在岩石中传播的速度与岩石的物理性质（如密度、弹性模量等）之间的关系。
根据声波传播速度公式：\[ v = \frac{f \cdot \lambda}{2} \]其中，\( v \) 为声波在岩石中的传播速度，\( f \) 为声波的频率，\( \lambda \) 为声波的波长。
通过测量声波在岩石中的传播时间，可以计算出声速。
声速的测量方法主要有以下几种：1. 单探头法：使用一个探头同时发射和接收声波，通过测量声波往返传播的时间来计算声速。
2. 双探头法：使用两个探头分别发射和接收声波，通过测量声波在两个探头之间的传播时间来计算声速。
3. 脉冲反射法：使用一个探头发射声波，并通过另一个探头接收反射回来的声波，通过测量声波往返传播的时间来计算声速。
三、实验仪器与材料1. 声波测速仪2. 岩石样品3. 尺子4. 计时器5. 记录纸四、实验步骤1. 准备工作：将岩石样品清洗干净，并放置在实验台上。
2. 单探头法测量：a. 将声波测速仪的探头放置在岩石样品的表面。
b. 调整声波测速仪的频率，使其与探头匹配。
c. 启动声波测速仪，记录声波往返传播的时间。
d. 重复上述步骤多次，取平均值作为测量结果。
3. 双探头法测量：a. 将声波测速仪的两个探头分别放置在岩石样品的两个不同位置。
b. 调整声波测速仪的频率，使其与探头匹配。
c. 启动声波测速仪，记录声波在两个探头之间的传播时间。
d. 重复上述步骤多次，取平均值作为测量结果。
4. 脉冲反射法测量：a. 将声波测速仪的探头放置在岩石样品的表面。
b. 调整声波测速仪的频率，使其与探头匹配。
c. 启动声波测速仪，记录声波往返传播的时间。
d. 重复上述步骤多次，取平均值作为测量结果。
隧道超声波检测方法
隧道超声波检测方法1 方法原理1.1 超声波法的原理是利用超声波（声波）在介质中的传播特性及声时、声速、波幅和主频等声学参数，对介质特征和内部的构造与缺陷进行探测的方法。
1.2 超声波法属弹性波法的一种。
根据不同的检测目的和测试条件，可在结构和构件的表面、单孔孔内、单孔孔内与测试面间、跨孔孔间等进行观测，按发射和接收传感器所处相对位置，可以选用平测直达波法、对测和斜测直达（透射）波法、反射波法等观测方法。
2 适用范围及应用条件2.1 适用范围超声波法适用于检测隧道围岩支护构件、模筑混凝土等方面内容，主要包括锚杆的杆体长度和锚固密实度、混凝土强度等级、混凝土表面的裂缝深度、损伤层厚度、脱空、混凝土结构和构件的厚度、内部、结合面和背部（下部）的不密实、空洞、脱空、注浆效果等检测项目。
2.2 应用条件如下：a) 检测内部缺陷时，测试范围除应大于有怀疑的区域外还应有同条件的正常混凝土进行对比，且对比测点数不应少于20；b) 选用直达波法检测内部缺陷时，被测部位应具有一对或两对相互平行的测试面；c) 在混凝土的表面进行检测时，测试面应清洁、平整、干燥，并应避开蜂窝麻面部位，不应有施工缝、饰面层、浮浆、油垢等，必要时可用砂轮磨平或用高强度的快凝砂浆抹平，抹平砂浆必须与混凝土粘结良好；d) 检测混凝土裂缝的深度时，被测裂缝中不得有积水或泥浆等；e) 对预计深度在500 mm 以上的混凝土裂缝采用跨孔法检测时，应允许在裂缝两侧钻测试孔；f) 对混凝土结构结合面检测时，被测部位应具有使超声波垂直或斜穿结合面的测试条件。
3 仪器设备3.1 超声波仪器系统主要包括：多通道主机、激振器、发射与接收换能器、计算机、数据处理软件、钢卷尺等。
3.2 激振器、发射与接收换能器应符合下列规定：a) 激振器通常是在结构物表面、作较大距离、锚杆等检测时使用，激振频率应在10 Hz～50 kHz，宜使用超磁致伸缩声波振源；b) 常用的发射与接收换能器换能器具有厚度振动方式和径向振动方式两种类型，可根据不同测试需要选用；c) 厚度振动式换能器的频率宜采用10 kHz～250 kHz；径向振动式换能器的频率宜采用20 kHz～60 kHz，直径不宜大于32 mm；d) 当接收信号较弱时，宜选用带前置放大器且较低谐振频率的接收换能器。
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一、项目来源
受某院委托，我院承担安包隧道项目工程地质钻孔声波波速测试工作。
二、任务与目的
岩石声波波速测试，用于划分岩体风化壳及其强度评价、深部地层软弱结构面、破碎带埋深及岩溶发育特征的勘查，计算钻孔岩石完整性系数，判别钻孔岩层的完整性。
三、波速测试工作情况
我院于2016年11月18日进场开展测试工作共完成了3个钻孔的波速测试工作，共完成310.25m的波速测试，具体工作量统计见表1.3.1所示。
四、声波波速测试原理与方法技术
声波检测技术中有三个声学参量，即声速、声波波幅及频率，可对介质的物性做出评价。
各声学参量简述如下：
①声速与弹性力学参数的关系：当测取岩体的纵波及横波声速Vp与Vs，并已知岩体密度ρ的情况下，便可以获取岩体的动弹性模量E、剪切模量G和泊松比б，从而做出对岩体的动力学特征做出评价。
②声速岩体完整性指数：可用纵波评价岩体的质量，可用岩石样本的纵波波速Vpr与岩石的纵波平均声速Vpo测算出岩体的完整性指数Kv。
由完整性指数，可对岩体的工程力学性质进行分类。
③声速与岩体的裂隙：当波动的前方有裂隙存在时，在裂隙尖端所产生的新的点振源浆可绕过裂隙继续传播，形成波的“绕射”。
绕射的过程声线“拉”长，声时加长，使视声波降低，故声波不仅可对岩体的风化程度加以划分，对岩体中存在的裂隙有着极为敏感的反应。
④声波与岩体结构的关系：声波在整体块状结构中得传播速度最快，在层状结构、碎裂状结构、散体结构中，由于裂隙发
育程度不同，声波在这种非均质介质中传播，
将会在不同的波阻抗界面产生波的折射、反射、
波形转换等，使波速拉长，从而使声波随结构
的复杂而降低。
由测试对象及测试目的的不同，声波测试
有多种方法，具体有投透射法、折射法、反射
法等。
其中折射法—单孔一发双收声测井法主
要用于岩体风化壳划分及强度评价、深部地层
软弱结构面、破碎带埋深及发育特征的勘查。
根据本项目特点，采取单孔一发双收声测井进
行检测。
工作方法如右图所示：
五、声波波速测试岩土划分依据
计算岩体的完整性系数Kv：
Kv=（Vpr①∕Vpo②）2
①Vpr－在钻孔岩体各个岩性分段中测得的纵波波速平均值；
②Vpo－选用本场地各钻孔各岩性分段的新鲜岩样纵波波速。
选取岩芯样时根据现场编录人员对钻孔岩性分段，在各个岩性分段中各取一组完整新鲜芯样并测量芯样纵波波速取所测的代表性岩样的纵波波速为该分段的纵波波速特征值。
通过计算岩体的完整性系数Kv，比对岩体完整性分类标准表，可以划分岩体结构类型。
岩体完整性分类标准表如下所示：
岩体完整性分类标准表附表2.2.3
、声波波速测试成果与评价
根据以往工作经验，新鲜未风化岩块波速为4500 m/s左右，微风化波速约为3000～4500m/s左右；中等风化波速约为2000～3000m/s左右；强风化波速约
为2000m/s以下。
(1)ZK1: ①强风化砂岩岩体纵波最大波速1744.2m/s，岩体纵波最小波速1304.3m/s，岩体纵波平均波速1506.6m/s。
②中风化砂岩岩体纵波最大波速3000.0m/s，岩体纵波最小波速1666.7m/s，岩体纵波平均波速2172.4m/s。
(2)ZK2：①强风化砂岩岩体纵波最大波速1764.7m/s，岩体纵波最小波速1428.6m/s，岩体纵波平均波速1599.7m/s。
②中风化砂岩岩体纵波最大波速3000.0m/s，岩体纵波最小波速2142.9m/s，岩体纵波平均波速2537.4m/s③微风化砂岩岩体纵波最大波速4285.7m/s，岩体纵波最小波速2727.3m/s，岩体纵波平均波速3449.9m/s。
(3)ZK3：①强风化砂岩岩体纵波最大波速1744.2m/s，岩体纵波最小波速1304.3m/s，岩体纵波平均波速1504.0m/s。
②中风化砂岩岩体纵波最大波速3750.0m/s，岩体纵波最小波速1363.6m/s，岩体纵波平均波速2483.6m/s 岩性分段、岩样波速特征值、纵波平均波速、岩体完整性系数Kv值及岩体结构类型详见下表：
完整性系数表表5.2.1。