用声波速度预测岩石单轴抗压强度的试验研究.
岩石单轴抗压强度试验研究
岩石单轴抗压强度试验研究
石卉
【期刊名称】《水利科学与寒区工程》
【年(卷),期】2024(7)3
【摘要】岩石单轴抗压强度试验被广泛应用于岩土工程、建筑材料、矿业和地质
等领域,不仅是评估岩石强度和可靠性的重要方法之一,还是一种简单、直观、高效、低成本的试验方案,但岩石单轴抗压强度与点荷载之间的联系还未能建立起一种有
效的联立关系。
本文主要通过单轴抗压强度试验和点荷载强度试验,对数据进行统
计分析得出相关度分析结果,得出了轴向加载时和径向加载时的两个关系式,分别为
R=6.5 e 0.6I s(50)和R=9.8 e 0.5I s(50),为岩石工程设计和实践提供了基础数据
和参考依据。
【总页数】4页(P48-51)
【作者】石卉
【作者单位】新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】P619.26
【相关文献】
1.岩石单轴抗压强度试验的探讨与研究
2.岩石单轴抗压强度试验研究
3.三种典型岩石单轴抗压强度的尺寸效应试验研究
4.不同高径比岩石单轴抗压强度尺寸效应试
验研究5.用岩石点荷载指标确定其单轴抗压强度的试验研究
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实验一 岩石单轴抗压强度试验
实验一岩石单轴抗压强度试验1.1 概述当无侧限岩石试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。
在测定单轴抗压强度的同时，也可同时进行变形试验。
不同含水状态的试样均可按本规定进行测定，试样的含水状态用以下方法处理：（1）烘干状态的试样，在105～1100C下烘24h。
（2）饱和状态的试样，使试样逐步浸水，首先淹没试样高度的1/4，然后每隔2h分别升高水面至试样的1/3和1/2处，6h后全部浸没试样，试样在水下自由吸水48h；采用煮沸法饱和试样时，煮沸箱内水面应经常保持高于试样面，煮沸时间不少于6h。
1.2 试样备制（1）试样可用钻孔岩芯或坑、槽探中采取的岩块，试件备制中不允许有人为裂隙出现。
按规程要求标准试件为圆柱体，直径为50mm，允许变化范围为4.8～5.20m m。
高度为100m m，允许变化范围为9.5～10.50m m。
对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径比必须保持=2:1～2.5:1。
（2）试样数量，视所要求的受力方向或含水状态而定，一般情况下必须制备3个。
（3）试样制备的精度，在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。
两端面的不平行度最大不超过0.05mm。
端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25度。
1.3 试样描述试验前的描述，应包括如下内容：（1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小，胶结物性质等特征。
（2）节理裂隙的发育程度及其分布，并记录受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。
（3）测量试样尺寸，并记录试样加工过程中的缺陷。
1.4 主要仪器设备试样加工设备：钻石机、锯石机、磨石机或其他制样设备。
量测工具与有关检查仪器：游标卡尺、天平（称量大于500g，感量0.01g），烘箱和干燥箱，水槽、煮沸设备。
加载设备：压力试验机。
压力机应满足下列要求：（1）有足够的吨位，即能在总吨位的10%～90%之间进行试验，并能连续加载且无冲击。
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。
单轴压缩下两种脆性岩石强度及声发射特性的试验研究
单轴压缩下两种脆性岩石强度及声发射特性的试验研究1. 前言脆性岩石是在单轴压缩下易于发生断裂的岩石类型。
在工程施工中，对脆性岩石的强度和声发射特性进行测试和研究非常重要。
本文将介绍单轴压缩下两种脆性岩石的强度测试和声发射特性，以期为相关领域的研究提供参考。
2. 实验过程本次实验选取了两种不同类型的脆性岩石：大理石和片岩。
实验采用了单轴压缩的方法，采用了研究中较为常用的试验设备进行测试。
在实验中，首先对两种岩石进行外观检查和密度测试，以确定其物理性质。
然后，在压缩试验机中将岩石样本置于加载平台上，应用不断增加的压力进行测试，当压力达到最大值或者岩石样本破裂时结束测试。
在测试过程中，利用声发射传感器对岩石样本进行声发射测试。
为了确保实验的可靠性，我们重复了多次压缩试验，每次测试的岩石样本都是从同一块岩石中切割出来的。
并且，在测试不同岩石样本时，我们也针对每个样本进行了多次测试。
3. 实验结果在测试过程中，我们记录了每个样本在压力达到最大值时的断裂压力、压缩强度、变形模量和声发射特性。
下面分别对大理石和片岩的测试结果进行介绍。
3.1 大理石在大理石的测试中，我们测得了其断裂压力为120MPa，压缩强度为90MPa，变形模量为50GPa。
此外，我们也记录了不同压力下的声发射数据。
实验结果表明，大理石的声发射响度随着压力的增加而增大。
3.2 片岩在片岩的测试中，我们测得了其断裂压力为70MPa，压缩强度为50MPa，变形模量为30GPa。
我们也记录了片岩在不同压力下的声发射数据。
实验结果表明，片岩的声发射响度随着压力的增加而增大，但其增长速度比大理石要慢。
4. 结论通过本次实验，我们可以得出以下结论：1. 大理石和片岩在单轴压缩下的断裂压力、压缩强度、变形模量等性质存在明显的差异。
2. 随着压力的增加，两种岩石的声发射响度均呈现出逐渐增大的趋势，并且大理石的增长速度比片岩要快。
这些结论对于相关领域的研究和工程实践都具有一定的参考价值，可为岩石工程设计和岩石管理提供一定的依据。
岩石单轴抗压强度测定实验报告
岩石单轴抗压强度测定实验报告岩石是由颗粒和孔隙组成的，所以它的抗压强度与岩石性质有密切的关系。
岩石强度随孔隙度和硬度大小而变化。
通常情况下，孔隙度越大，体积越小，结构就越稳定。
而岩石强度受压抗应力状态，在各种不同强度下都有一定的变化范围。
用单轴抗压强度测定仪进行岩石强度检测具有操作简单、设备较少、检测精度高等优点。
下面对本实验进行分析及讲解。
一、分析实验目的我公司实验室，在开展单轴抗压强度试验之前，要做好试验设备，包括：实验平台、仪器、试剂等。
这些都是要用到的。
主要目的也是为了保证试验结果的准确性。
所以这次我公司做的是：使用单轴抗压强度测定仪进行一次单轴抗压强度测试试验，测试仪器为:GZ-680-00B型单轴抗压强度测定仪，仪器外观为：圆形外观，整机尺寸:150*120*250 mm,仪器主机、主控板、显示器、主磁路等均为进口产品。
单轴抗压强度测量仪器包括:GZ-680-00B型单轴抗压强度测定仪、GZ-680-00B型双轴抗压强度测试仪@80-00B型双轴抗压强度测试仪等设备。
二、实验仪器本实验选用的仪器是“HG660LA”单轴抗压强度测定仪，该仪器的操作方法如下：1.开箱：取一块坚硬完整的岩石样品，放入测试箱中，再将测试箱放在被测物旁边。
3.上机：使用“HG660LA”单轴抗压强度测定仪进行测试。
4.下机：测试箱被测物放置在测试室内。
5.完成：根据下机数据计算出本仪器的数值并得出检测结果。
三、结果讨论使用单轴抗压强度测试仪进行检测显示，在不同条件下，岩石单轴抗压强度都在一定范围内波动。
特别是随着试验深度和试验次数逐步增加，其动态变化范围越来越大，测试结果更加接近实际工程。
通过这次测试，可以得到岩石单轴抗压强度与不同状态下混凝土所受弯矩（不是混凝土抵抗弯矩）和水泥用量（不是混凝土强度）之间关系及应力与抗拉强度之间关系。
经过测试可以看出：当混凝土加载时间足够长时，混凝土处于高强度状态，此时钢筋和混凝土之间所受弯矩较小。
超声波测试在岩石试验中的应用
个 介 质点 传 播 到 另 一个 质 点 ， 此 连 续 下 去 ， 出 现 如 即 弹性 波 。
弹性 波是一种扰动 的传播 ，是一种 机械波 即机 械 能在介质 中的传播 。 由物理学速来判断岩石弹性参量
的物理 前 提 。 总之 ， 由于 岩石 的受 力状 态 不 同 、 岩性 及 成岩 年 代不 同 、 构 和破 碎 程 度不 同和抗 压 强度 不 同 ， 结 因而岩 石 超声 波特 性 会 有很 大 差异 ，使 我 们 有可 能利 用 测量 波 带 的变
由此可知 ， 与 均与岩体 的弹性模量 Ｅ 、泊桑比
“ 密度 Ｐ有关 。 、 单 轴 压 力 和 波 速 之 间 有 着 一 定 的对 应 规 律 ， 即 随 着 岩石 所 受 应 力 的 增 加 ， 速 也 相 应 地 增 加 ， 波 当受 力 过 大 ， 到 破 坏 时 ， 速 有 减 少 的规 律 。岩 石 试 件 超 声 波 达 波
波 速 也 大 。这 是 由 于岩 石 的 抗 压 强 度 是 由其 结 构 面 的 性 质 决定 的 。通 过对 不 同岩 石 分 组 测 试 速 度 后 ， 测 定 再 抗 压 强 度 ，可 看 出岩 石 的抗 压 强 度 和 波 速 之 问 大 体 上 为 一 线性 关 系 。
好的代表性 ， 但试验 的可靠程度不太好。因此 ， 采用超声 波测定岩石的强度 ，其最佳方法是声波测试法与其他试
编号 纵波速度 推算强度
（１ ） ｎ ｓ ／
ｌ １
ｌ ２
昭通市 ２ ｋ ３ｍ，渔洞水库大坝为混凝土砌石重力坝 ， 建
坝 石 料 为 石 灰 岩 ， 计 坝 高 ８ｍ， 顶 长 ２ ６ 总 库 容 设 ８ 坝 ２ｍ， 量 ３５ ． ５亿 ｍ ， 后 电 站 总 装 机 容 量 １００ Ｗ ， 一 座 ，坝 ２０ ｋ 是 以 农 业 灌 溉 为 主 ， 有 发 电 、 矿 和城 市 生 活 供 水 及 兼 工
岩石声波测试实验心得体会
岩石声波测试实验心得体会在进行岩石声波测试实验的过程中，我深刻认识到了岩石声波测试的重要性和应用价值。
此次实验中，我对岩石声波测试的基本原理、实验步骤以及数据处理方法有了更深入的了解，并且体会到了实验中的困难与挑战。
首先，岩石声波测试是一种通过声波传播特性来对岩石进行测试和分析的方法。
通过观察声波在岩石中的传播速度、衰减特性以及反射和折射等现象，可以获取岩石的物理性质和结构信息。
这对于地质勘探、地下工程和岩石力学等领域具有重要的应用价值。
实验的第一步是制备岩石样本。
为了保证实验的可靠性和准确性，我们需要根据实际需求选择代表性的岩石样本，并进行样本的制备和处理。
在此次实验中，我们选择了花岗岩和砂岩两种常见的岩石类型作为研究对象。
通过使用岩石样本切割机和研磨机进行样本的制备，保证了样本的平整度和精度。
第二步是进行实验装置的调试和校准。
岩石声波测试使用的是声波传感器和信号发生器等设备。
在实验之前，我们需要对这些设备进行调试和校准，以确保实验的准确性和可靠性。
调试过程中，我们发现设备之间的连接和传输存在一定的问题，需要进行排除和修复。
同时，还需要校准设备的标定值，以便于后续实验中数据的准确计算和分析。
第三步是进行实验数据的采集和记录。
在实验过程中，我们设置了不同的声波频率和强度，并记录了声波在岩石中的传播时间和幅度。
为了保证实验的可靠性，我们对每组数据进行了三次重复测量，并计算了平均数和标准差。
通过对实验数据的分析，我们发现声波传播速度和幅度与岩石类型和结构密切相关。
第四步是对实验数据进行处理和分析。
在实验数据的处理过程中，我们使用了图表和数学模型来描述声波在岩石中的传播特性。
通过对实验数据的分析，我们可以计算出岩石的声波传播速度、衰减系数和反射系数等参数。
这些参数对于岩石的物理性质和结构信息具有重要的意义。
通过此次实验，我深刻体会到了岩石声波测试的重要性和应用价值。
岩石声波测试可以帮助我们了解地下岩石的物理性质和结构信息，为地质勘探、地下工程和岩石力学等领域提供有力的支持。
基于声波-回弹联合法的岩石强度快速预测
基于声波-回弹联合法的岩石强度快速预测王睿;孟尧尧;任兆丹;邓祥辉;张长胜【期刊名称】《铁道工程学报》【年(卷),期】2018(035)010【摘要】研究目的:针对岩石强度试验时效性、经济性差,且将对岩石造成破坏的难题,以片麻岩为例,分别采用传统机械式回弹仪和新型能量式回弹仪,结合岩石纵波波速测试,提出声波-回弹相结合的岩石强度测试方法,采用二元非线性回归方程和BP 神经网络建立岩石的声波-回弹-强度预测模型,达到快速、准确、无损地预测岩石强度的目的.研究结论:(1)声波-回弹联合法综合测试了岩样表面硬度和内部缺陷,可大大提高岩石强度预测的精度;(2)在回归分析和BP神经网络计算中,通过分析相关性系数、强度相对标准差、神经网络收敛曲线可见超声-回弹联合法对岩石强度预测精度较高,能准确地反映岩石的强度特征,而2-11-1型神经网络得到的声波-回弹联合法强度预测模型最优;(3)本研究方法可在岩土工程施工现场快速预测岩石强度,有效保障施工安全和进度.【总页数】5页(P27-31)【作者】王睿;孟尧尧;任兆丹;邓祥辉;张长胜【作者单位】西安工业大学, 西安710021;西安工业大学, 西安710021;中铁第四勘察设计研究院集团有限公司,武汉430063;西安工业大学, 西安710021;西安工业大学, 西安710021【正文语种】中文【中图分类】TU45【相关文献】1.基于人工智能技术的超声-回弹综合法检测混凝土强度的研究 [J], 王立军;王铁成;张海2.基于人工神经网络的回弹-拔出综合法检测混凝土强度的研究 [J], 王立军;王铁成;李延涛;谢军;黄洪亮3.基于进化神经网络的超声回弹综合法火灾后混凝土强度的评定 [J], 赵望达;刘勇求4.回弹-超声波综合法混凝土抗压强度非破损检测研究 [J], 高峰;郝奇亮;刘桂玲5.基于回弹法测试岩石表面强度影响因素分析 [J], 曹贵;雷磊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于声波测井资料的川西地区深层岩石单轴抗压强度预测
轴 抗 压 强度 预 测 结 果 较 好 ，并 对 这 ２种 经验 模 型 进 行 了校 正 ，校 正 后 的 预 测 模 型 预 测 误 差 在 １ 内， 认 ５
未 得 到 解 决 ，其 主 要 原 因之 一 是 缺 乏 原 始 条 件 地 层 岩 石 的 强 度 参 数 ， 缺 乏 钻 头 合 理 选 型 的 科 学 依 据 。 因
此 ，对 川 西 地 区须 家 河 组 的 ２ ４块 岩心 进 行 了单 轴 抗 压 强度 试 验 ， 并 应 用 试 验 结 果 对 比 分 析 了 １ １种 预 测 岩
［ 收稿 日 期 ］ ２ １ ０ ０—０ ５—０ ４ ［ 作者 简介 ］ 卫 增杰 （ ９ ３ ） １ ７ 一 ，男 ，１ ９ ９ ８年 大 学 毕 业 ，硕 士 ，工 程 师 ，现 主 要 从 事 油 气 井 工 程 方 面 的 研 究 工 作 。
石油天然气学报 （ 江汉 石 油 学 院 学 报 ）
为 该 模 型 能 够 用 于 川 西 地 区须 家 河 组岩 石 单 轴 抗 压 强 度 预 测 。
［ 关键词］ 声波测井；单轴抗 压强度 ；川西地 区；经验模 型
［ 中图 分 类 号 ］ Ｐ ３ ． ４ ６ １８ ［ 献 标 识 码 ］ Ａ 文 ［ 文章 编 号 ］ １ ０ ０ ０～９５ （０ １ ｌ ｌ １ Ｏ ７ ２ ２ １ ０ —Ｏ ｌ 一 ４ Ｊ
表 ２ 泥 岩 单轴 抗压 强度 预 测 经 验 模 型
２１年 １ ０１ 月
２ 试验 数 据 与 预测 结 果对 比 分析
岩石单轴抗压实验方案
岩石单轴声发射检测方案
一、概述；许多研究表明，声发射信息是反映岩石的损伤破坏情况与其内部原生裂隙的压密机新裂隙的产生、扩展、贯通等演化过程是密切相关的，岩石的声发射特征参量在现目前来说，是能较全面地描述岩石变形和损伤演化的过程，这即证明通过单轴压缩反演岩石的损伤模型是合理的。
二、检验方法；
方法概述；声发射检测是利用岩石在受压载过程中激发弹性波在介质中传播的原理，应用声发射探头将声波信号转换成电信号，进行岩石损伤发展检测和评价的技术方法，在加载条件下，岩石中的缺陷开裂和裂纹扩展都会发生弹性或者塑性变形从而产生声发射信号。
试件制备；按国际岩石力学试验建议方法加工成50mm×100mm的圆柱体标准试件，断面的平整度在±0.02 mm
试验设备；
如下图所示
对取自矿山现场的岩石试样进行单轴受压破坏实验,采集岩石受力过程的声发射信号.
加载方式；。
(完整版)岩石声波波速测试实验
岩石声波波速测试实验
一、实验目的
熟悉掌握仪器操作，掌握声波岩石波速测试方法步骤，建立不同材料介质密度对波速影响程度的概念。
二、实验原理
声波测试理论基础建立在固体介质中弹性波的传播理论中。
该方法就是利用一种声源讯号发射器（发射系统），向压电材料制成的发射换能器发射一电脉冲。
激励晶片振动，发射出声波在测试材料中传播，后经接收器接收，把声能转换成微弱的电信号送至接收系统，经信号放大后在屏幕上显示出波形，从波形上读出波幅和初至时间（t），由已知的测试材料距离（L），便可计算出超声波在测试材料中传播的纵波波速（Vp），即Vp=L/t。
三、实验步骤：
1.按图要求联接仪器、换能器（校正声波系统的零声时值T0）、联接岩石试件。
2.仪器各参数设定
a)设定测量起始区号、线号、点号。
b)选择测量发射电脉冲电压、脉冲宽度、触发时间。
c)选择采样时间间隔、采样长度、频带宽度、放大倍数。
3.按下仪器测量键，搜索调节仪器接收波形，对波形进行采样、读时、读幅、读频、
存贮。
4.对测量数据分类整理、统计及成果图件绘制打印。
四、试验报告
通过声波岩石波速测试实验，结合工程地质规范、规程，分析整理同类型岩石试件波速数据；划分岩石试件（强风化、中风化、弱风化）波速分布范围、常见值并编写实验报告。
岩石声波波速测试示意图。
利用超声波预测井壁岩石力学参数
利用超声波预测井壁岩石力学参数
唐林;徐绍成
【期刊名称】《钻井液与完井液》
【年(卷),期】1997(014)004
【摘要】介绍了井壁力学稳定性分析中利用超声波技术预测井壁岩石强度参数的
原理及模型。
岩石强度预测模型包括动静弹性模量，波松比，单轴抗拉和抗压强度，岩石内聚力、岩石内摩擦角等参数与超声波速度之间的关系。
用人造饱和盐水泥岩岩心以及井下泥岩岩心进行了超声波测定和单轴抗压强度试验。
结果表明，超声波测定资料和模型能较好地预测井下岩石强度参数，为井壁力学稳定性分析提供依据。
【总页数】3页(P3-5)
【作者】唐林;徐绍成
【作者单位】西南石油学院;中国海洋石油总公司技术服务公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE21
【相关文献】
1.利用多极子阵列声波测井计算岩石力学参数与评价井壁稳定性 [J], 陈鸣;苏远大;孙建孟;庄春喜
2.测井资料与岩石力学参数相关性及其在井壁力学稳定性计算中的应用 [J], 李士斌;刘立军
3.利用超声波技术测定油层岩石力学参数的方法 [J], 谢建利
4.利用随钻4D超声波井径成像测井技术监测井壁失稳 [J], Behzad Elahifar;弓浩
浩
5.各向异性条件下岩石力学参数对井壁应力的影响 [J], 肖钦萍
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页岩声学参数与力学参数相关性的试验研究_梁利喜
13# 135. 9 26 513 0. 19 4 513. 6 2 840. 9 61. 11 40. 64
24# 206. 1 26 198 0. 20 4 634. 4 2 729. 4 66. 86 44. 21
5# 156. 1 26 085 0. 20 4 528. 5 2 380. 2 69. 67 51. 79
梁利喜 周龙涛 刘向君 彭梦芸 赵维超
（ 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都 610500）
摘 要 用实验方法探讨了页岩的波速和衰减系数与抗压强度、弹性模量，泊松比的相关性。结果表明：①纵波波速建立的
力学参数模型比横波波速模型的相关性要好；②除纵波波速与弹性模量模型的相关性较好外，纵波波速反演抗压强度、泊松
量、泊松比数据由应力应变曲线上的弹性变形阶段 获得。
2 实验结果及分析
岩样测试完毕后，剔除数据异常点后，部分岩样 的测试结果如表 1。
表 1 岩石物性参数
Table 1 Petrophysical parameters for shale
纵波衰减 横波衰减
抗压强度/ 弹性模量/
纵波速度/ 横波速度/
第 14 卷 第 23 期 2014 年 8 月 1671 — 1815 （ 2014 ） 23 -0179 -05
科学技术与工程
Science Technology and Engineering
Vol. 14 No. 23 Aug． 2014 2014 Sci. Tech. Engrg.
页岩声学参数与力学参数相关性的试验研究
180
科学技术与工1 试样的制取
岩样的制取根据《工程岩体试验方法标准（ GB /
T 50266—99） 》的相关要求，共制取 30 块 25 mm ×
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。
利用声波速度预测地层岩石硬度的试验研究
利用声波速度预测地层岩石硬度的试验研究赵秀菊;李春成;李祖奎;燕静;翟应虎;王克雄【期刊名称】《西南石油学院学报》【年(卷),期】1999(21)3【摘要】声波速度测井是利用岩石的声学性质研究钻井地质剖面和工程质量等问题的一种测井方法。
这一方法因有不受泥浆矿化度影响、适用条件较广的优点，所获取的资料真实可靠、数据量大且代表性强。
在扼要叙述室内测定岩石声波速度、硬度试验方法的基础上，重点介绍了利用回归分析方法，研究声波速度与岩石硬度相关关系、地面声波速度与井下测井声波速度相关关系的数据分析处理过程，给出了获取的定性定量结论，介绍了以方便现场工程应用为目的所建立的利用测井声波速度预测地层岩石硬度的数学模型、预测剖面及其资料验证结果。
结论部分阐述了对该项研究成果的应用前景。
【总页数】4页(P25-27)【关键词】声波速度;岩石性质;硬度;数学模型;地层;钻井【作者】赵秀菊;李春成;李祖奎;燕静;翟应虎;王克雄【作者单位】胜利石油管理局钻井工艺研究院山东东营430074;石油大学【正文语种】中文【中图分类】TE21;P584【相关文献】1.速度异常测井:用声波-中子测井法或声波-密度测井法预测碳酸盐岩地层中孔隙类型和渗透率变化的工具 [J], Flavio;S.Anselmetti;Gregor;P.Eberli;孙占东;陈冬梅;李光云;2.利用声波测井资料预测地层可钻性及钻速的试验研究 [J], 李祖奎;李春城;袁永嵩;燕静;翟应虎;王克雄3.含煤地层裂隙岩石声波速度特征试验研究 [J], 张慎河;彭苏萍;刘玉香4.用声波速度预测岩石单轴抗压强度的试验研究 [J], 燕静;李祖奎5.对提高地层压力预测精度的探讨——声波测井层速度与地震层速度的关系 [J], 张蓉;徐群洲;帕尔哈提;王洪义;魏金兰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
岩石单轴抗压强度试验报告
岩石单轴抗压强度试验报告一、试验目的。
本次试验旨在测定岩石的单轴抗压强度，以评估岩石的抗压性能。
通过试验结果，可以为岩石的工程设计和施工提供重要的参考数据。
二、试验原理。
岩石单轴抗压强度是指在轴向加载作用下，岩石试样发生破坏时所承受的最大应力。
试验过程中，岩石试样受到垂直于试样轴线方向的压力，直至试样发生破坏。
根据试验结果，可以计算出岩石的单轴抗压强度。
三、试验方法。
1. 试验样品的准备。
选择符合要求的岩石样品，将其切割成标准试样。
试样的尺寸应符合规范要求，并且表面应光滑平整。
2. 试验设备的准备。
准备好单轴抗压试验机和相应的测量仪器，确保设备的正常运行。
3. 试验步骤。
（1）将试样放置在试验机的加载平台上，调整试验机的工作方式和加载速度。
（2）开始施加加载，记录加载过程中试样的变形情况和加载值。
（3）当试样发生破坏时，停止加载并记录最大承载力。
四、试验结果。
根据本次试验的数据记录和分析，得出如下试验结果：试验样品1，单轴抗压强度为XX MPa。
试验样品2，单轴抗压强度为XX MPa。
试验样品3，单轴抗压强度为XX MPa。
五、试验数据分析。
根据试验结果，可以得出岩石的单轴抗压强度范围，进一步分析不同试样的抗压性能差异，为后续工程设计和施工提供参考依据。
六、结论与建议。
根据试验结果和数据分析，可以得出结论并提出相应的建议。
针对岩石的单轴抗压强度，可以对工程设计和施工提出合理的建议，以确保工程质量和安全。
七、试验总结。
本次试验通过对岩石单轴抗压强度的测定，得出了相关数据和结论，为岩石工程应用提供了重要的参考依据。
同时，也为今后的相关研究和实践积累了经验。
八、参考文献。
列出本次试验所参考的相关文献资料，以及试验过程中使用的标准和规范。
以上为本次岩石单轴抗压强度试验的报告内容，希望对相关工程和研究人员有所帮助。
岩石在单轴受荷条件下的超声波特性研究.
岩石在单轴受荷条件下的超声波特性研究【中文摘要】岩体介质超声波测试技术是近三十多年发展起来的一种新技术,它通过测定超声波穿透岩体后声波信号的声学参数的变化,间接地了解岩石或岩体的物理力学特性、结构构造特征及应力状态,已得到国内外岩土工程界的广泛重视。
2003年,笔者的导师傅荣华和刘维国等在进行‘油气躲\'岩石的力学性质实验时,观察超声波的横波速度值与岩石裂纹加速发展具有同步减小的现象,这种现象在超声波纵波中没有出现,在其他弹性波作用下,也不十分明显。
于是提出了进行岩石扩容现象和超声波横波特性等参数相互关系研究的新思路。
因此,本文主要是利用岩石对超声波的横波十分敏感的这种特性,比较岩石变形过程中的超声波纵、横波参数的不同变化特征,从而对岩石的弹性极限以及应力应变特征的研究提供了更多的参考意义。
本文主要通过对玄武岩、灰岩、石英砂岩以及砂岩等在单轴加载过程中进行超声波测试,研究几种岩石在单轴加载条件下超声波的传播特性,实验通过对岩石超声波参数以及实验产物的分析,研究几种岩石的弹性特征、非均质性、各向异性等性质。
研究结果表明:第一,岩石的纵波速度随密度和压力增大均增大;横波速度在玄武岩、石英砂岩、砂岩中随密度增加而增大;在灰岩中出现例外:随压力的变化也与纵波不同,呈现先增后减的现象。
这是由于低压时纵横比小的孔隙易于闭合,当大量的孔隙闭合时,岩石表现出接近于岩石样品本身固有的弹性性质;随着压力增加,闭合的孔隙重新张开并扩展。
这对超声横波的传播影响较大。
第二,玄武岩、石英砂岩以及砂岩纵波和横波初至波的波峰、波谷随压力增大而增大;灰岩中纵横波的波峰是随压力的增加而增大,波谷随压力增加则呈现减小的趋势。
这主要是由于,在受荷条件下,岩石的孔隙度降低,岩石内大部***纹闭合,并且矿物颗粒边界接触紧密,在裂纹表面和颗粒边界的能量损失减少;超声波通过灰岩出现不同于其他三种岩石的现象,这与灰岩在加压的过程中发生碎裂有关。
岩石单轴抗压强度实验报告
岩石单轴抗压强度实验报告岩石单轴抗压强度实验报告引言：岩石的力学性质对于地质工程和岩土工程具有重要的意义。
岩石单轴抗压强度是评估岩石抗压能力的重要指标之一，也是岩石力学研究的基础。
本实验旨在通过岩石单轴抗压强度实验，探究岩石在单轴压缩条件下的变形与破坏特性，为岩石工程设计提供可靠的参考依据。
实验材料与方法：实验所使用的岩石样本为花岗岩，样本尺寸为直径100mm、高度200mm。
实验所需的设备有压力机、荷载传感器、位移传感器、数据采集系统等。
实验过程：1. 准备工作：将岩石样本清洗干净，确保表面无杂质。
在压力机上安装好荷载传感器和位移传感器，并将样本放置在压力机的工作台上。
2. 实验装置调试：将压力机调至合适的工作状态，保证实验的准确性和稳定性。
3. 施加荷载：以恒定速率施加荷载，记录每个荷载阶段的荷载值和相应的位移值。
4. 观察与记录：观察岩石样本在荷载作用下的变形情况，并记录下岩石的破坏荷载和破坏形态。
实验结果与分析：经过实验测定，花岗岩样本的单轴抗压强度为XX MPa。
在施加荷载的过程中，岩石样本呈现出明显的弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段。
在弹性阶段，岩石样本受到荷载作用后会发生弹性变形，即在去除荷载后能恢复到原来的形状。
弹性模量是评估岩石弹性性质的重要参数。
实验中通过测量岩石样本在不同荷载下的位移值和应力值，可以计算出岩石的弹性模量。
在塑性阶段，岩石样本受到荷载作用后会发生塑性变形，即在去除荷载后无法完全恢复到原来的形状。
塑性阶段的应力-应变曲线呈现出明显的非线性特征，其中包括弹性应变、屈服应变和硬化应变。
在破坏阶段，岩石样本受到荷载作用后会发生破坏，即岩石无法承受更大的荷载而发生破裂或破碎。
破坏形态有两种主要类型：岩石的整体破坏和岩石的局部破坏。
整体破坏是指岩石样本在荷载作用下发生全面破裂，失去承载能力。
局部破坏是指岩石样本在荷载作用下发生局部破裂，但整体结构仍能保持一定的承载能力。
结论：通过岩石单轴抗压强度实验，我们得出了花岗岩样本的单轴抗压强度为XX MPa。
用声波速度预测岩石单轴抗压强度的试验研究.
文章编号 1000-2643(1999 02-0013-03用声波速度预测岩石单轴抗压强度的试验研究Ξ燕静 1, 李祖奎 1, 李春城 1, 赵秀菊 1, 翟应虎 2, 王克雄 2(1. 胜利石油管理局钻井工艺研究院 , 山东东营 257017; 2. 石油大学 (北京摘要声波速度是一项较好反映地层岩石综合物理性质的声学指标 , 被广泛应用于石油勘探开发工程的各个专业技术领域。
在扼要叙述室内测定岩石声波速度、单轴抗压强度试验方法的基础上 , 重点介绍了利用回归分析方法 , 研究声波速度与岩石单轴抗压强度相关关系、定性定量结论。
在综合分析研究的基础上 , 单轴抗压强度的数学模型及其预测剖面。
, 的应用前景。
主题词 ; 中图分类号 TE21文献标识码 A引言声波是物质运动的一种形式 , 它由物质的机械运动而产生 , 通过质点间的相互作用将振动由近及远地传播。
对于声波测井发射的声波来说 , 井下岩石可以认为是弹性介质 , 在声振动作用下能产生弹性形变 , 所以岩石既能传播质点运动方向与传播方向平行的纵波 , 又能传播质点运动方向与传播方向垂直的横波。
国外的一些研究已经表明 , 声波在岩石中的传播速度与岩石的硬度、抗压强度存在着较好的相关关系 [1,2]。
另外从测井资料分析中也可以看出 , 声波速度与地层的岩性、岩石结构、埋深和地质年代也有密切的关系。
因而声波在岩石中的传播速度是一种较好反映岩石综合物理性质的有价资料。
岩石单轴抗压强度作为材料的一种力学特性 , 反映了岩石受外力作用被破坏的主要指标 , 成为石油钻井工程中钻头设计、选型的基础数据。
如何将反映岩石综合物理性质的有价资料—声波速度与代表岩石力学特性的地层因素—岩石单轴抗压强度有机联系起来 , 用其预测岩石单轴抗压强度 , 做好两学科交叉研究 , 已引起工程界有关人士的广泛关注与普遍兴趣。
1室内试验方法简介为达到上述目的 , 我们选取东营凹陷中央隆起带不同地层的岩样 75块 , 对其进行了岩石单轴抗压强度与岩石声波传播速度测定试验。
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文章编号 1000-2643(1999 02-0013-03用声波速度预测岩石单轴抗压强度的试验研究Ξ燕静 1, 李祖奎 1, 李春城 1, 赵秀菊 1, 翟应虎 2, 王克雄 2(1. 胜利石油管理局钻井工艺研究院 , 山东东营 257017; 2. 石油大学 (北京摘要声波速度是一项较好反映地层岩石综合物理性质的声学指标 , 被广泛应用于石油勘探开发工程的各个专业技术领域。
在扼要叙述室内测定岩石声波速度、单轴抗压强度试验方法的基础上 , 重点介绍了利用回归分析方法 , 研究声波速度与岩石单轴抗压强度相关关系、定性定量结论。
在综合分析研究的基础上 , 单轴抗压强度的数学模型及其预测剖面。
, 的应用前景。
主题词 ; 中图分类号 TE21文献标识码 A引言声波是物质运动的一种形式 , 它由物质的机械运动而产生 , 通过质点间的相互作用将振动由近及远地传播。
对于声波测井发射的声波来说 , 井下岩石可以认为是弹性介质 , 在声振动作用下能产生弹性形变 , 所以岩石既能传播质点运动方向与传播方向平行的纵波 , 又能传播质点运动方向与传播方向垂直的横波。
国外的一些研究已经表明 , 声波在岩石中的传播速度与岩石的硬度、抗压强度存在着较好的相关关系 [1,2]。
另外从测井资料分析中也可以看出 , 声波速度与地层的岩性、岩石结构、埋深和地质年代也有密切的关系。
因而声波在岩石中的传播速度是一种较好反映岩石综合物理性质的有价资料。
岩石单轴抗压强度作为材料的一种力学特性 , 反映了岩石受外力作用被破坏的主要指标 , 成为石油钻井工程中钻头设计、选型的基础数据。
如何将反映岩石综合物理性质的有价资料—声波速度与代表岩石力学特性的地层因素—岩石单轴抗压强度有机联系起来 , 用其预测岩石单轴抗压强度 , 做好两学科交叉研究 , 已引起工程界有关人士的广泛关注与普遍兴趣。
1室内试验方法简介为达到上述目的 , 我们选取东营凹陷中央隆起带不同地层的岩样 75块 , 对其进行了岩石单轴抗压强度与岩石声波传播速度测定试验。
试验方法简介如下。
1. 1岩石单轴抗压强度测定及数据处理方法采用我国水电部《水利水电工程岩石试验规程》 (DLJ 204— 81, PLJ 2— 81 介绍的通用标准试验方法 , 按照水电部标准中 G304— 81, G305— 81规定细则 , 在300kN 万能材料试验机上测定地层岩样的岩石单轴抗压强度σc 。
具体测定方法 :将制好的外径为 25. 4mm 、长径比大于 1的试样 , 置于万能材料试验机下承压板上并居中 , 启动材料试验机 , 按 0. 1MPa/min 加载速率对岩样施加轴向载荷直至破碎 ,记录单块岩样破碎时的峰值载荷值 , 按σc =P/A 计算其强度值 , 取 n 块岩样σc 的均值作为该种岩样的单轴抗压强度代表值。
第 21卷第 2期西南石油学院学报Vol. 21 No. 2Ξ1998— 09— 01收稿基金项目:“ 八・五” 部级重点科研项目续研内容作者简介 :燕静 (1970—, 女 (汉族 , 山西人 , 助理工程师 , 从事破岩机理试验研究工作1. 2岩石声波速度测定及数据处理方法用带有纵波探头、横波探头的 NM — 3B 非金属超声检测分析仪测量岩石的纵波速度与横波速度。
测定方法为 :将被测岩样放在具有压电晶体的两个探头之间 , 其中一个探头作为重复式脉冲声波源 , 另一个探头作为脉冲接收器 , 接收后的脉冲通过微型计算机处理 , 将其显示在屏幕上。
若岩样长度为 l , 则声波通过该岩样的传播速度 V 可由 V =l/T 计算得出 , 每块岩样重复测量 n 次以上 , 取其算术平均值作为该种地层岩样地面声波传播速度的代表值。
2室内实验数据的分析处理为寻找岩石单轴抗压强度与声波传播速度之间的相关关系 ,析处理 ,2. 1失真因素外 , 岩性是对实验数据处理有较大影响的另一主要因素。
为此我们在选择使用实验数据方面采用以下原则与方式 :(1 按岩性类型将全部试验数据归类划分为砂岩剖面、泥岩剖面进行处理。
(2 有根据舍去人为、岩石本身缺陷等因素造成的不真实数据点。
(3 同类岩性剖面的纵波传播速度与岩石单轴抗压强度进行相关性分析。
2. 2实验数据的处理方法应用数理统计方法 , 对上述两类岩性剖面的实验数据分别采用一元线性及幂函数、对数、指数、多项式等 5种数学模型进行回归分析处理 [3]。
为使数据处理获取的数学模型真正有代表性及应用价值 , , 在回归、标。
取上述三。
2. 3数据处理分析结果数据处理分析是手段 , 获取有用的结果才是目的 , 本项实验数据处理分析的结果见表 1。
表 1单轴抗压强度与纵波速度回归分析结果岩性剖面回归方程相关系数标准差 F 检验值砂直线回归σc =0. 0166V p +0. 06480. 95086. 4275. 5岩幂函数回归σc =0. 0335V p 0. 90830. 890410. 229剖对数回归σc =45. 934ln (V p -314. 230. 89789. 1433. 23面指数回归σc =17. 227exp (0. 0003V p0. 91137. 8652多项式σc =2×10-6(V p 2 +0. 0063V p +14. 2640. 95666. 4737. 7泥直线σc =0. 0202V p -15. 3910. 98082. 89177. 3岩幂函数σc =0. 0001V p -1. 59160. 96803. 2195. 5剖对数σc =43. 44ln (V p -303. 460. 96673. 79100面指数σc =5. 3428exp (0. 0007V p 0. 95714. 287. 2多项式σc =2×10-6(V p 2 +0. 0089V p -3. 35040. 98302. 9485. 9由表 1可以看出 , 在纵波速度与岩石单轴抗压强度的 5种回归分析结果中 , 直线回归方程的综合指数最高 , 其相关系数分别为 0. 9508和 0. 9808, 大于相同统计量α=0. 01的临界检验值 0. 708和 0. 735, 其 F 检验值分别为 75和 177. 3, 也大于相同统计量α=0. 01的 F 检验值 10和 10. 6多倍。
由此可以得出 , 回归方程的显著性检验程度是极显著的 , 以此来确定声波速度与岩石单轴抗压强度的相关关系是可信的。
因此选用最优拟合曲线方程—直线方程为室内试验数据处理分析的有价使用数学模型 , 式中 V p 为纵波速度。
3岩石单轴抗压强度数学模型及预测剖面室内试验研究的最终目的是将其研究结果应用于现场 , 为现场工程施工提供便捷的方法与高技术服务。
为达到将该项试验研究结果应用于生产的目的 , 结合油田生产实际进行了如下内容的研究。
3. 1测井地下声波与室内地面声波的关系声波速度受多种因素影响 , 当条件改变时 , 同一岩性获取的声波值有很大差异。
室内地面获取的岩芯声波速度值与测井地下声波速度值存在较大误差 , 其主要影响因素来源于钻井液、井壁条件与井径变化三个方面。
为使室内研究结果应用于生产 , 达到用现场测井声波速度直接预测岩石单轴抗压强度目的 , 则必须对已获取的预测数学模型用现场声波速度进行校正 , 找出两者之间的换算关系才能奏效。
为此我们选取与试验岩芯层位、井深及岩性对应的大量现场声波速度进行分析对比 , 按岩性剖面类型将其与岩芯试验数据分别进行与室内试验数据相同内容的相关性回归分析 , 以获取有应用价值的数学模型。
数据处理分析结果见表 2。
表 2地面与井下测井纵波速度回归分析结果表剖面回归方程相关系数回归模式砂 y =1. 1147x -1226. 70. 7051直线方程岩 y =0. 1208x 1. 22650. 7193幂函数方程剖 y =4171. 5lnx -313. 050. 6559对数方程面 y =0. 0008x 2-505. 0046x +105380. 8406多项式方程 y =850. 58exp (0. 0003x 0. 9231指数方程泥 2y =0. 9827x -156. 010. 9507岩 y =0. 7202x 1. 03140.剖 y =2870. 5lnx -对数方程面 y =2+7多项式方程 930. 0. 9631指数方程,x 代表对应岩样地下测井纵波速度由表 2可以看出 , 所有回归方程中指数关系回归方程最好 , 其相关系数 R =0. 9231和 R = 0. 9631为最高 , 均远大于α=0. 01时临界检验值 0. 735和 0. 684, 因而此方程的显著性检验程度是极显著的 , 以此来确定室内声波速度与测井地下井内声波速度的关系是可信的。
3. 2建立岩石单轴抗压强度预测模式及剖面由上可知 , 地面声波速度与测井声波速度的相关关系已经确立 , 因而预测单轴抗压强度的数学模型仅是一个变量替代的数学推导过程 , 预测模式如下 :砂岩剖面σc=141119628exp (0. 0003V p 井下 +010648泥岩剖面σc=18179206exp (0. 0003V p 井下 -151397为方便现场应用 , 将现场各层段砂岩、泥岩所对应的声波测井资料与井深数据进行处理 , 建立相关关系 , 并将地表声波与井下声波之间的换算关系代入其中 , 建立起直接应用“井深” 测地层岩石抗压强度的预测模式及全层位预测剖面 (见表 3 。
表 3地层单轴抗压强度预测剖面层位抗压强度预测模式回归相关系数a =0. 01相关系数最小井深 (m最大井深 (m最小值(最大值(平均值(砂岩砂一段σc =0. 0116H +16. 0480. 550. 351700250035. 764540. 4砂二段σc =0. 0133H +12. 1360. 740. 2831400280030. 849. 440. 1砂三段σc =0. 0052H +28. 1040. 570. 21500400035. 948. 942. 4泥岩砂一段σc =0. 0158H +4. 33830. 50. 181700250031. 243. 837. 5砂二段σc =0. 0073H +20. 3610. 2010. 21400280030. 640. 835. 7砂三段σc =0. 0121H +9. 25430. 570. 1811500400027. 457. 742. 6砂四段σc =0. 0048H +31. 6390. 720. 252500440043. 652. 848. 24结论与认识(1 研究结果表明 , 利用声波速度预测地层单轴抗压强度是可行的 , 这一方法拓宽了声波测井资料的应用范围与价值。