声波(小应力波)在岩石中的传播特征可分为两类:一是运动学特征,如波速、走时等;另一类是动力学特征,如振幅、能量、相位和频率等。所以,至少要用两个特征参数,即波的传播速度c和岩石品质因素Q,才能完整地描述介质对应力波的响应。早期,人们将岩石介质的响应假定为弹性的,侧重研究和应用运动学特征参数。因此,这方面的研究成果较多,也比较成熟,在非弹性岩石中,许多的研究结果表明,相对于波速而言,描述岩石声衰减的品质因素Q值,远比其灵敏、可靠。
从信号系统的角度看,岩石对声波的作用,相当于低通滤波器,对不同频率的信号能有不同程度的滤波和衰减,滤波器特性可用其传递函数来描述。因此,不同的岩石或相同的岩石有不同的结构,均可视为不同的滤波器,有不同的传递函数。从而,有可能通过实测分析和研究,得到岩石的传递函数,进一步推测岩石内部结构特征和外部环境的影响。如果利用所谓的频谱分析方法,要比时域研究方法有许多优点。目前,岩体声波检测,主要是解决工程地质问题,现将解决的问题分类归纳如下:
(1)工程施工设计阶段的声波测试
1)采用岩体表面及钻孔声波测试。提供井巷工程、洞室、基础的边坡工程的设计参数,进行岩体力学分级与稳定性评价,包括:弹性力学参数、岩体准抗压强度、岩体完整性、岩体分化系数、岩体裂隙系数、岩体弹性波指标、洞室围岩及边坡松动范围、隐伏溶洞及岩基溶沟的几何尺寸等声学测试。
2)采用钻孔与井中声波测试和岩样超声波测试,进行施工质量检测,包括光面爆破效果、岩石可钻性和可爆性。(www.xing528.com)
3)采用钻孔声能波测试,进行岩体应力及破坏前兆的长期观测。
(2)工程勘探阶段的声波检测
1)采用单孔或大距离双孔声波测井,提供厂基、坝基、桥基、路基、路基勘探设计阶段的地质参数的声波测试,包括:风化壳的分层及强度分级评价、确定深部岩体属性、确定结构面性状(裂缝性质及断层构造带的深度及厚度)、评价岩体完整性、研究岩体透水性及含水层划分、测定岩体密度参数(识别岩性等)和补钻等声学测试。
2)勘探平巷与竖井工程与水文地质情况的声学测试。
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