[發(fā)明專利]基于同源雙波的深地條件下巖體力學(xué)參數(shù)演變實(shí)時成像方法

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• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN115508447A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建鋒;李化;黃超;張志明;黃浩勇;吳建發(fā);湯大明;呂城;梁超;趙呈星;李建國;于新凱
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/06;G01N29/07;G01N29/44
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 李蜜

1.基于同源雙波的深地條件下巖體力學(xué)參數(shù)演變實(shí)時成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1在給定深地條件下，由安裝于測試巖體上的激發(fā)傳感器發(fā)送激發(fā)信號，然后由安裝于測試巖體上的接收傳感器接收信號；安裝于測試巖體上的激發(fā)傳感器數(shù)量為兩個以上，安裝于測試巖體上的接收傳感器數(shù)量為兩個以上，所述接收傳感器類型包括縱波傳感器和橫波傳感器，不同類型的接收傳感器交錯布置，相鄰的縱波接收傳感器和橫波接收傳感器組成一個接收傳感器組；

S2針對任一激發(fā)傳感器，獲取每組接收傳感器中縱波接收傳感器接收的縱波波速V_p，以及橫波接收傳感器接收的橫波波速V_S；

S3針對每組接收傳感器，按照以下公式，計(jì)算得到相應(yīng)的力學(xué)參數(shù)：

G_d＝pV_s²×10^-3

λ_d＝p(V_p²-2V_s²)×10^-3

式中：V_p為縱波傳播速度；V_s為橫波傳播速度；E_d為動彈性模量；G_d為動剛性模量或動剪切模量；λ_d為動拉梅系數(shù)；K_d為動體積模量；μ_d為動泊松比；ρ為巖石密度；

并將其作為測試巖體上激發(fā)傳感器到該組接收傳感器之間力學(xué)參數(shù)分布；

S4重復(fù)步驟S2-S3，得到測試巖體上所有激發(fā)傳感器到每組接收傳感器之間力學(xué)參數(shù)分布；

S5改變深地條件，重復(fù)步驟S1-S4可以得到不同深地狀態(tài)對應(yīng)的巖體力學(xué)參數(shù)演變圖像，并根據(jù)深地狀態(tài)變化過程得到對應(yīng)的巖體力學(xué)參數(shù)實(shí)時變化圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同源雙波的深地條件下巖體力學(xué)參數(shù)演變實(shí)時成像方法，其特征在于，步驟S1中，深地條件為測試巖體所處的溫度場、應(yīng)力場、滲流場和荷載。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同源雙波的深地條件下巖體力學(xué)參數(shù)演變實(shí)時成像方法，其特征在于，步驟S1中，激發(fā)傳感器和接收傳感器安裝方式包括以下方式中的至少一種：

(1)激發(fā)傳感器安裝于深地環(huán)境模擬艙內(nèi)測試巖體荷載加載端的一端，設(shè)置于測試巖體一端設(shè)置的加載墊塊內(nèi)；接收傳感器安裝于測試巖體荷載加載端的相對端，設(shè)置于巖體樣品另一端設(shè)置的加載墊塊內(nèi)；激發(fā)傳感器和接收傳感器數(shù)量相同或不同；

(2)激發(fā)傳感器和接收傳感器分別沿測試巖體軸向均勻排布；沿測試巖體軸向分布的激發(fā)傳感器與接收傳感器數(shù)量相同或不同。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于同源雙波的深地條件下巖體力學(xué)參數(shù)演變實(shí)時成像方法，其特征在于，各激發(fā)傳感器沿加載墊塊徑向或/和周向均勻排布；各接收傳感器沿加載墊塊徑向或/和周向均勻排布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同源雙波的深地條件下巖體力學(xué)參數(shù)演變實(shí)時成像方法，其特征在于，步驟S2中，縱波波速V_p按照以下公式計(jì)算得到：

V_p＝L_P/△t_P

式中，L_P為激發(fā)傳感器到縱波接收傳感器連線通過的測試巖體的距離，△t_P為縱波接收傳感器接收的對應(yīng)縱波通過測試巖體的時間；

橫波波速V_S按照以下公式計(jì)算得到：

V_S＝L_S/△t_S

式中，L_S為激發(fā)傳感器到橫波接收傳感器連線通過的測試巖體的距離，△t_S為橫波接收傳感器接收的對應(yīng)橫波通過測試巖體的時間。