無損檢測技術(shù) 課件 4.2超聲透射法測定巖體波速

無損檢測技術(shù)超聲回彈法檢測混凝土強度CONTENTS知識基礎任務分析一二目錄二三檢測流程

任務引入

受某隧道工程建設項目業(yè)主委托，有一批巖石樣品需要進行波速檢測，以評定巖石綜合性能，所有樣本均已命名及編號。教學目標思政目標通過引入“交通建設發(fā)展”新理念——質(zhì)量、安全思政元素，培養(yǎng)學生對樹立“工程質(zhì)量、終身負責”的理念01熟悉超聲透射法測定巖石波速的目的、意義及適用范圍；掌握超聲透射法測定巖石波速的試驗步驟及注意事項；掌握檢測測區(qū)確定方法、測點布置要求.02會查閱檢測規(guī)程、公路工程質(zhì)量檢驗評定標準；能正確使用儀器；會確定檢測的測區(qū)、布置測點；會數(shù)據(jù)采集及分析軟件、分析波形，判定巖土材料回彈模量具檢測報告03具有嚴格遵守安全操作規(guī)程的態(tài)度，具備認真的學習態(tài)度及解決實際問題的能力；具有嚴謹、認真負責的工作態(tài)度04技能目標知識目標素質(zhì)目標一、知識基礎

巖體的彈性波速度是巖體物理力學性質(zhì)的重要指標，與巖體質(zhì)量的一系列地質(zhì)因素有著密切的關系。它不僅取決于巖石本身的強度，也與巖體結(jié)構(gòu)的發(fā)育程度、組合形態(tài)、礦物組成和密實度、裂縫寬度及充填物質(zhì)等均有關系。

概述

巖體彈性波波速測定與混凝土中彈性波波速的測定方法相同，具體包括巖塊（試件）和巖體的測定。根據(jù)巖塊和巖體彈性波波速的差別還可以進行巖體分級?，F(xiàn)場測定可以在巷道表面或平坦的巖面上測定，可以采用單孔測試或跨孔測試。檢測方法

在巖體測試中所采用的波包括超聲波和沖擊彈性波。其中，超聲波的有效測試距離一般在1m以內(nèi)，而彈性波可達數(shù)十米。工程上常采用跨孔法測試。測試分為對測與斜測等。檢測方法

(1)沖擊回波法：在試樣的同一個端面進行激振和接收，根據(jù)頻率和試樣長度進行波速測定。沖擊回波法所采用的波為沖擊彈性波，其頻率一般十數(shù)kHz，其得到的波速為一維波速Vple。方法原理Vple=2D/T（4-5）一般來說Vp3_u要比Vp1_e快10～20%！

圖4-6沖擊回波法原理示意圖

(1)超聲法（透射法）：把振源和接收器放在巖塊試件的兩端，通過時間差和試樣長度來推算P波波速?？紤]到試樣長度一般較短，因此透射法通常用超聲波，其頻率一般為數(shù)百kHz以上，此時得到的超聲波速為3維波速Vp3u方法原理Vp3u=L/△t（4-6）一般來說Vp3u要比Vple快10～20%！

圖4-6超聲法波法原理示意圖

巖體的彈性波波速檢測分析時，必須考慮到影響巖體波速的因素。主要包含：影響因素巖石軟硬程度的影響01巖石密度影響02裂隙或夾層影響03常見巖體波速范圍

巖體完整性評價

巖體的完整性程度是決定巖體基本質(zhì)量的一個重要因素，應該采用定性劃分和定量指標兩種方法進行確定。巖體完整性定性劃分應根據(jù)結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度（包括主要結(jié)構(gòu)面組數(shù)及其平均間距），主要結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度、主要結(jié)構(gòu)面類型及其相應結(jié)構(gòu)類型等進行綜合判定。

巖體完整性評價

巖體完整程度的定量指標可采用巖體完整性指數(shù)K_v，K_v應針對不同的工程地質(zhì)巖組或巖性段，選擇有代表性的點、段，測定巖體彈性縱波波速，并在同一巖體取樣測定巖石彈性縱波波速。

巖體完整性評價

在巖體和巖石上所采用的方法必須一致。左式為整性指數(shù)Kv計算公式，使用沖擊彈性波時，Kv需按右式修正。

檢測方法對比二、任務分析（一）檢測目的：

測定巖石材料波速（二）適用范圍：

主要用于檢測巖體的動泊松比、動彈性模量、動剛性模量、動剪切模量、動拉梅系數(shù)、動體積模量、巖體的風化系數(shù)、跨孔法及單孔一發(fā)雙收進行地質(zhì)勘察、地質(zhì)裂縫檢測、巖體狀態(tài)及隧道圍巖松動圈檢測等。（三）儀器設備：

（四）使用前的準備工作1.連接換能器在儀器發(fā)射口與接收口（1或2）分別連接發(fā)射、接收換能器。2.連接電源①用交流電源：將交流供電電源插頭插入220V交流電源插座，圓頭插頭一端插入儀器電源插座。②外接直流電源供電：直接將儀器電池的圓頭插頭一端插入儀器電源。③直接使用儀器內(nèi)部的充電電池供電。（四）使用前的準備工作3.開機按下儀器電源開關，電源指示燈顯示綠色，并發(fā)出“嘀”的響聲，幾秒鐘后，屏幕顯示系統(tǒng)主界面（如圖2.2所示）。用、鍵在各個功能模塊中循環(huán)選擇，或者用、鍵在左右兩個功能模塊中進行切換，把選擇框移到功能按鈕上時，按鈕字的顏色為紅色，此時按確認鍵進入相應的功能模塊。SRU-PST巖土聲波測試儀，包含五個個功能模塊，分別是巖體參數(shù)檢測、巖體（混凝土）缺陷檢測、裂縫深度檢測、超聲檢測和系統(tǒng)設置，選擇超聲檢測。三、檢測流程1.進入超聲檢測模塊2參數(shù)的設置3.數(shù)據(jù)采集4.檢測報告