高温后大理岩各向异性响应特征研究
发布时间：2020-03-10 21:12
【摘要】：通过对含层理大理岩开展经历不同温度后的纵波波速测试试验,分析高温作用后大理岩纵波波速的变化规律,在此基础上探讨各向异性指数(平行与垂直层理方向波速比值)的变化趋势,研究温度对大理岩各向异性的影响规律。研究结果表明:经历高温后大理岩纵波波速下降,而且随经历温度的升高,大理岩纵波波速持续降低;大理岩纵波波速存在层理效应,主要表现为平行层理方向的波速大于垂直层理方向波速,各向异性指数为1.11~1.19;在30~200℃范围内,大理岩各向异性指数随温度呈现出两边低中间高的"倒U"形变化规律。研究成果在一定程度上反映了经历高温后岩石各向异性的变化,为预测和评估高温工程围岩的长期稳定性和安全性提供理论基础。
【图文】：
群蟮淖莶úㄋ俨馐允?验，研究高温后大理岩的波速变化特性。在此基础上，，探讨纵波波速的各向异性特征，以及温度对纵波波速各向异性的影响规律。以期从波速的角度来丰富对岩石各向异性特征的认识，为预测和评估高温工程围岩的长期稳定性和安全性，为火灾后岩体工程结构的损伤评估及加固提供科学依据。1试验过程1.1试样的选取与制备选取山东莱州地区典型大理岩为研究对象，考虑其各向异性的特点，在实验室制备平行层理岩样。所有试件均取自同一岩块，将岩块制成50mm×50mm×100mm的标准长方体试样，典型岩样照片如图1所示。图1典型岩样照片1.2试验设备试验加温设备采用上海一恒科技生产的BPG－9140A液晶微电脑控制精密鼓风干燥箱。箱内最高温度可达250℃，温度分辨率0.1℃，温度均匀度小于8℃。该设备可以实现对箱内温度的自动测量、程序设定、指示及精确控制。利用声发射监测系统的波速测试功能，可以对岩石进行波速测试［11－12］，试验采用设备为美国物理声学公司PAC生产的PCI－2型多通道声发射监测仪。声发射仪测速原理:通过在试样表面安放2个传感器，一端发射脉冲信号，另一端接收信号，由声发射测试系统记录时差Δt，并利用已有的试件长度(高度)，即可计算试件的纵波波速。1.3试验方法本次试验主要研究在温度不断变化的条件下，岩样纵波波速的变化特性。试验方案依据目前人们对地壳分层和地壳温度环境条件的认识来设计。按照表1［13－14］，以地震多发人类工程活动和资源开发能够涉及的中上地壳温度环境条件为参考，设计试验方案。为了比较完整地研究温度与波速的相关性，选取30个岩样并分成6组，每组5个岩样，开展大理岩经历30，50，75，100，150和200℃后的纵波波速测试试验。表1地壳不同深度温度
件内外温度达到一致，然后在干燥箱内冷却到常温，制成经历不同温度后的大理岩试样。随后采用声发射仪开展大理岩纵波波速测试试验，声发射传感器为Ｒ6!型谐振式高灵敏度传感器，其工作频率为35～100kHz，传感器与试样之间涂上凡士林，增强二者耦合性，减少信号的衰减。为了探讨纵波波速的各向异性，本次实验选用4个声发射传感器，均匀对称分布在试样4个面上，将各个传感器依次作为脉冲波发射端，其余传感器作为接收端，根据传播时差和传播距离即可算出各个方向上的纵波波速，传感器布置及不同方向上波速的传播路径见图2。图2波速测试传感器布置2经历不同温度后大理岩纵波波速变化特征本文主要从总体平均波速，平行于层理方向波16总第135期煤矿开采2017年第2期
本文编号：2586136
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群蟮淖莶úㄋ俨馐允?验，研究高温后大理岩的波速变化特性。在此基础上，，探讨纵波波速的各向异性特征，以及温度对纵波波速各向异性的影响规律。以期从波速的角度来丰富对岩石各向异性特征的认识，为预测和评估高温工程围岩的长期稳定性和安全性，为火灾后岩体工程结构的损伤评估及加固提供科学依据。1试验过程1.1试样的选取与制备选取山东莱州地区典型大理岩为研究对象，考虑其各向异性的特点，在实验室制备平行层理岩样。所有试件均取自同一岩块，将岩块制成50mm×50mm×100mm的标准长方体试样，典型岩样照片如图1所示。图1典型岩样照片1.2试验设备试验加温设备采用上海一恒科技生产的BPG－9140A液晶微电脑控制精密鼓风干燥箱。箱内最高温度可达250℃，温度分辨率0.1℃，温度均匀度小于8℃。该设备可以实现对箱内温度的自动测量、程序设定、指示及精确控制。利用声发射监测系统的波速测试功能，可以对岩石进行波速测试［11－12］，试验采用设备为美国物理声学公司PAC生产的PCI－2型多通道声发射监测仪。声发射仪测速原理:通过在试样表面安放2个传感器，一端发射脉冲信号，另一端接收信号，由声发射测试系统记录时差Δt，并利用已有的试件长度(高度)，即可计算试件的纵波波速。1.3试验方法本次试验主要研究在温度不断变化的条件下，岩样纵波波速的变化特性。试验方案依据目前人们对地壳分层和地壳温度环境条件的认识来设计。按照表1［13－14］，以地震多发人类工程活动和资源开发能够涉及的中上地壳温度环境条件为参考，设计试验方案。为了比较完整地研究温度与波速的相关性，选取30个岩样并分成6组，每组5个岩样，开展大理岩经历30，50，75，100，150和200℃后的纵波波速测试试验。表1地壳不同深度温度
件内外温度达到一致，然后在干燥箱内冷却到常温，制成经历不同温度后的大理岩试样。随后采用声发射仪开展大理岩纵波波速测试试验，声发射传感器为Ｒ6!型谐振式高灵敏度传感器，其工作频率为35～100kHz，传感器与试样之间涂上凡士林，增强二者耦合性，减少信号的衰减。为了探讨纵波波速的各向异性，本次实验选用4个声发射传感器，均匀对称分布在试样4个面上，将各个传感器依次作为脉冲波发射端，其余传感器作为接收端，根据传播时差和传播距离即可算出各个方向上的纵波波速，传感器布置及不同方向上波速的传播路径见图2。图2波速测试传感器布置2经历不同温度后大理岩纵波波速变化特征本文主要从总体平均波速，平行于层理方向波16总第135期煤矿开采2017年第2期
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