[發(fā)明專利]一種測量巖石壓縮裂紋擴展過程聲波波速的連續(xù)測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210008360.7
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102589672A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曉平;張仕平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號: G01H5/00
• 分類號: G01H5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種測量巖石壓縮裂紋擴展過程聲波波速的連續(xù)測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將準備好的巖石試樣置于單軸壓縮試驗機，做好單軸壓縮試驗前的準備工作；其中，試樣為脆性材料，在單軸壓縮條件下沿軸向產(chǎn)生以張拉裂紋為主的裂紋；除巖石材料外，試樣還可以為混凝土、玻璃、冰等脆性材料；

步驟二：將聲波發(fā)射探頭和聲波接收探頭分別固定于單軸壓縮巖石試樣側(cè)面，聲波發(fā)射探頭和聲波接收探頭采用彈簧、施力螺絲、測力計以一定的壓力進行固定；

步驟三：打開數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)連續(xù)記錄系統(tǒng)，打開聲波發(fā)射探頭自動連續(xù)激發(fā)聲波，數(shù)據(jù)連續(xù)記錄系統(tǒng)能以一定的采用頻率記錄聲波在加載試樣中的傳播時間，進行連續(xù)測量；

步驟四：啟動加壓系統(tǒng)對巖石試樣以較低的加載速率進行加載，產(chǎn)生沿軸向發(fā)育的裂紋，直至巖石破壞；

步驟五：數(shù)據(jù)連續(xù)記錄系統(tǒng)得到的是聲波在試樣中的傳播時間，將聲波傳播的距離除以傳播時間，得到試樣加載全過程連續(xù)的聲波波速，最終得到聲波波速-加載時間曲線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聲波波速包括縱波波速和橫波波速。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述試樣尺寸滿足單軸壓縮試驗尺寸要求，巖石試樣的形狀可以是圓柱體、長方體，也可以是有預(yù)制裂紋的巖石試樣；預(yù)制裂紋可以是張開裂紋、閉合裂紋或巖石表面一定深度的槽型裂紋，預(yù)制裂紋可以是單條，也可以是兩條或多條的組合裂紋。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，聲波測試方向為垂直裂紋產(chǎn)生的主方向，也即為垂直于單軸壓縮方向。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述聲波發(fā)射探頭和聲波接收探頭可以是最簡單的一發(fā)一收模式，也可以在試樣右側(cè)固定兩個或多個聲波接收探頭來分析沿加載試樣內(nèi)不同方向的聲波波速，即一發(fā)多收的模式。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對整個巖石壓縮裂紋擴展過程進行垂直裂紋主發(fā)育方向的聲波波速的連續(xù)測量，也可以用于多孔隙巖石試樣飽水(或干燥)過程中波速變化全過程測量。