[發明專利]一種基于超聲波波速的充填體抗壓強度預測方法

在審

• 申請號: 201910373368.5
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110057917A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 東龍賓;王少泉;易宏順;周育;程崇強
• 申請（專利權）人: 中冶北方（大連）工程技術有限公司
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 林治錦

1.一種基于超聲波波速的充填體抗壓強度預測方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一、膏體試樣的制備與養護

實測獲取現場膏體充填體的材料比例，制作與現場膏體充填體相同材料比例的多個膏體試樣；

步驟二、單軸載荷強度測試確定膏體試樣σ～V關系的數據

利用單軸壓縮試驗機和超聲波檢測儀對多組膏體試樣進行單軸載荷強度測試，直至膏體試樣破裂為止，測得膏體試樣的超聲波波速V與應力σ關系的數據平均值，其中：

為超聲波波速,m/s，

σ：為與超聲波波速值V對應的膏體試樣的載荷應力,MPa，

步驟三、通過σ～V關系的數據擬合建立膏體試樣σ～V關系的數學模型σ～V關系的數學模型通式如下：

σ＝A+B×V

式中：A和B為待定常數。

通過該數學模型,只需要測定現場充填體的超聲波速,能夠計算出膏體試樣的的載荷應力σ，進而預測現場膏體充填體的抗壓強度。

2.根據權利要求1所述的一種基于超聲波波速的充填體抗壓強度預測方法，其特征在于：所述的步驟一中制作膏體試樣包括：

(1.1)膏體試樣制備：按照實測現場充填體的材料比例，將配制好的尾砂、水泥和水置于攪拌機中攪拌均勻，然后進行模具裝料，制成高100mm，直徑為50mm的標準膏體試樣；

(1.2)膏體試樣養護：將制成的高100mm，直徑為50mm的標準膏體試樣置于濕度為95％，溫度為20℃的恒溫養護箱中養護，直到3～100天齡期。

3.根據權利要求1所述的一種基于超聲波波速的充填體抗壓強度預測方法，其特征在于，所述的步驟二中單軸載荷強度測試確定σ～V關系的數據包括：

(2.1)膏體試樣單軸載荷強度測試準備：

超聲波檢測儀采用瑞士Proceq公司研究的Pundit Lab+混凝土的超聲波檢測儀，在膏體試樣養護3～100天的時候，對載荷作用下的膏體試樣進行超聲波脈沖速度(V)測試準備，測試前對膏體試樣的兩端端面進行拋光磨平，用于保證傳感器表面與試樣表面之間具有良好的耦合性，超聲波檢測儀包括發射器和接收器，將傳感器發射器和接收器放在膏體試樣兩個相對的端面上，

(2.2)膏體試樣單軸載荷強度測試過程：

膏體試樣單軸抗壓強度測試采用美國HUMBOLDT HM-5030加載試驗機，其壓力傳感器精度為0.0001N，位移傳感器測量精度在0.0001mm，最大加載能力為50kN，測試時加載速率設定為1mm/min，同組膏體試樣最大應力值與最小應力值的差值在±10％范圍內；測試時，一邊開啟單軸壓縮試驗機進行加載測定載荷應力σ，同時一一對應測定膏體試樣的超聲波波速V，直到膏體試樣發生破壞，測試結束；重復測定至少三組以上膏體試樣，最后求出超聲波波速V的平均值和載荷應力σ的平均值。

4.根據權利要求3所述的一種基于超聲波速的充填體抗壓強度預測方法，其特征在于，

所述超聲波檢測儀的傳播時間精度在0.1μs，測量頻率為54kHz，測量基座的長度精度在0.1毫米以內。其傳感器直徑為42mm。