基于应力波频谱变化测试岩体节理的刚度
本文关键词:基于应力波频谱变化测试岩体节理的刚度 出处:《岩石力学与工程学报》2015年08期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:用线性变形节理描述宏观节理的变形特性,在节理的法线方向布置一条测线,测线上在节理两侧分别布置一个测点,用以记录入射侧和透射侧的波形,结合应力波垂直通过单一线性变形节理的透射系数和反射系数,利用透射侧波形的频谱,可以得到入射侧测点处波形的计算频谱,令入射侧波形的频谱与计算频谱相等,提出应力波垂直入射时基于频谱测试节理刚度的方法。通过FLAC3D模拟,验证刚度测试方法的合理性,并分析入射波的峰值频率、节理刚度和节理两侧岩石的弹性模量对测试误差的影响,结果发现,节理刚度越大,测试误差越小;弹性模量越大,测试误差越大;峰值频率对测试结果影响较小;不同工况下,均具有较高的计算精度。在德兴铜矿露天开采临时边坡面上选择一个两侧岩体相对完整、所在坡面比较平整的宏观节理,进行了9次试验,9次试验的测试结果相近,9次试验的法向刚度测试值的方差为0.72,切向刚度测试值的方差为0.56,说明节理刚度测试方法具有稳定性高的特点。
[Abstract]:The deformation characteristics of macroscopic joints are described by linear deformed joints. A measuring line is arranged in the normal direction of the joints, and one measuring point is arranged on the two sides of the joints to record the waveforms of the incident side and the transmission side. Combining the transmission coefficient and reflection coefficient of the stress wave perpendicular through a single linear deformed joint and using the spectrum of the transmitted side waveform the calculated spectrum of the waveform at the measuring point of the incident side can be obtained. The frequency spectrum of the incident side waveform is equal to the calculated frequency spectrum. A method of measuring joint stiffness based on frequency spectrum under the vertical incidence of stress wave is proposed. The rationality of the stiffness measurement method is verified by FLAC3D simulation. The influence of the peak frequency of incident wave, the stiffness of joint and the elastic modulus of rock on both sides of joint on the measurement error is analyzed. The results show that the larger the stiffness of joint is, the smaller the measurement error is. The greater the elastic modulus, the greater the measurement error. The peak frequency has little effect on the test results. Under different working conditions, all of them have higher calculation accuracy. Nine tests were carried out on the surface of the temporary slope of Dexing Copper Mine with a relatively intact rock mass on both sides and a relatively flat slope surface. The results of 9 tests are similar. The variance of normal stiffness test value and tangential stiffness test value is 0.72and 0.56respectively, which indicates that the joint stiffness testing method has the characteristic of high stability.
【作者单位】: 江西理工大学建筑与测绘工程学院;江西理工大学工程研究院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(41462009,51104069) 江西理工大学科研基金资助项目(NSFJ2014 G06)
【分类号】:TU452
【正文快照】: 1引言节理刚度是一个重要的岩体变形参数,目前,主要采用声时、波幅、频率3个参数进行应力波检测和探测,已建立定量或半定量数学表达式,运用这些研究成果进行工程物探时也取得了非常大的成绩[1-2]。应力波在岩体的传播过程中,当岩体介质的成分、结构和密度等因素发生变化时,应
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