一种基于声波波速的地应力测试方法技术

技术编号:45810937 阅读:19 留言:0更新日期:2025-07-15 22:24
本发明专利技术属于地质勘察设备技术领域,提供了一种基于声波波速的地应力测试方法,包括在试验洞同一断面内布设一垂直孔和两个水平孔,分别测试垂直孔和两个水平孔的声波波速;测试垂直孔孔底分别到两个水平孔的孔底至孔口方向不同距离处的声波波速,以及测试两个水平孔孔底到垂直孔的孔底至孔口方向不同距离处的声波波速,根据声波波速与地应力的关系公式,建立矩阵计算等式,通过矩阵求解方法得到测试断面处水平应力、竖直应力和剪应力的计算结果;根据得到的水平应力、竖直应力和剪应力,采用弹性力学公式计算该断面上的主应力大小及其方向。本发明专利技术可对岩石工程中的地应力进行间接测量,且操作简单,计算过程也不需要过多的理论假设。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地质勘察设备,更具体地,涉及一种基于声波波速的地应力测试方法


技术介绍

1、地应力测试方法主要分为两大类:直接测量法和间接测量法。直接测量法包括应力解除法、水压致裂法、声发射法等,而间接测量法则包括差应变分析法、差应变曲线分析法、非弹性应变恢复法等。其中,应力解除法是基于弹性理论,通过监测岩体弹性形变来反算地应力。这种方法适用于施工阶段,能够单孔单点测量岩体三维地应力,但对钻孔质量要求较高;水压致裂法是通过向钻孔内注入高压水,使岩石破裂并记录临界压力值,从而计算地应力。优点是操作简单,测试周期短,不需要已知岩石弹性参数。缺点是对钻孔位置要求严格,且无法提供三维地应力信息;声发射法是基于岩石在重复加载过程中的kaiser效应,通过测量岩芯表面不同方向的应变恢复量来确定三维地应力状态。优点是能够提供三维地应力信息,适用于隧道勘察阶段。缺点是实验条件要求较高,且数据处理复杂。

2、近年来,随着技术的进步,间接测量法逐渐成为主流。间接测量法通过记录与应力相关的间接物理量(如岩体变形、密度、渗透性、电阻率等),再通过公式或经验计算得出地应本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于声波波速的地应力测试方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于声波波速的地应力测试方法,其特征在于,所述在试验洞同一断面内布设一垂直孔和两个水平孔包括:在需要进行地应力测试的部位开设试验洞,分别在试验洞顶拱向上钻垂直孔,试验洞边墙向两侧围岩内各钻一处水平孔,三个孔应在同一断面内布设。

3.根据权利要求2所述的基于声波波速的地应力测试方法,其特征在于,通过声波仪进行声波测试,声波仪的主探头应同时具备收发声波信号的功能,同时声波仪除了主探头之外,还可以连接能够接收声波信号的辅助探头。

4.根据权利要求3所述的基于声波波速的地...

【技术特征摘要】

1.一种基于声波波速的地应力测试方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于声波波速的地应力测试方法,其特征在于,所述在试验洞同一断面内布设一垂直孔和两个水平孔包括:在需要进行地应力测试的部位开设试验洞,分别在试验洞顶拱向上钻垂直孔,试验洞边墙向两侧围岩内各钻一处水平孔,三个孔应在同一断面内布设。

3.根据权利要求2所述的基于声波波速的地应力测试方法,其特征在于,通过声波仪进行声波测试,声波仪的主探头应同时具备收发声波信号的功能,同时声波仪除了主探头之外,还可以连接能够接收声波信号的辅助探头。

4.根据权利要求3所述的基于声波波速的地应力测试方法,其特征在于,所述分别测试垂直孔和两个水平孔的声波波速包括:

5.根据权利要求4所述的基于声波波速的地应力测试方法,其特征在于,所述测试垂直孔孔底分别到两个水平孔的孔底至孔口方向不同距离处的声波波速;以及测...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱泽奇田铠玮崔臻陈国良
申请(专利权)人:中国科学院武汉岩土力学研究所
类型:发明
国别省市:

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