【摘要】：巖體在漫長的地質(zhì)歷史過程中經(jīng)受各種地質(zhì)構(gòu)造作用,在地應(yīng)力場的作用下形成了大量的節(jié)理、裂隙,給建設(shè)在巖體中的地下工程穩(wěn)定性帶來了極大的安全隱患,因此對巖體中裂隙及其破裂演化過程的探測識別一直以來都是巖石力學(xué)領(lǐng)域研究的熱點與難點問題之一。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目(51404255),采用超聲相控陣探測技術(shù),運用物理模型試驗對典型裂隙進(jìn)行探測識別和定位,并結(jié)合加載破壞過程中的力學(xué)特性和破裂演化規(guī)律,研究了提高識別模型試驗過程中內(nèi)部裂隙精度和效率的方法,主要研究成果與結(jié)論如下:(1)通過基于超聲相控陣技術(shù)的商業(yè)無損探測儀(A1040 MIRA)的基本原理分析,并利用預(yù)制裂隙模型測試成像對比研究,獲得了該設(shè)備應(yīng)用于模型試驗中識別微小裂隙(缺陷)的參數(shù)設(shè)定影響因素及不同形態(tài)裂隙的成像特征,確定了模型試驗中采用A1040 MIRA探測成像時的參數(shù)設(shè)定范圍及建議。(2)波速的設(shè)定對成像結(jié)果有著重大影響,當(dāng)設(shè)定的波速與實際波速值偏差在10%之內(nèi)時對探測成像結(jié)果影響較小,當(dāng)波速設(shè)定值與實際波速值的偏差超過20%時,將對探測成像結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,裂隙位置與實際值相差過大甚至無法檢測出裂隙的存在。(3)適當(dāng)?shù)卦黾庸ぷ黝l率(25~45kHz),波束的指向性增強(qiáng),可以有效地提高其對裂隙的識別能力和精度,當(dāng)工作頻率增加到60kHz時,成像圖中開始出現(xiàn)小尺寸異常,且隨著頻率的增加而增多,同時其對裂隙缺陷的識別能力卻在逐漸減弱。(4)通過對不同形態(tài)裂隙的探測識別,研究了提高不同傾角、分岔裂隙和多組平行裂隙識別精度和效率的方法,得出不同裂隙形態(tài)下其探測成像圖的特征和區(qū)別,建立探測成像圖與裂隙實際之間的對應(yīng)關(guān)系。(5)應(yīng)用超聲相控陣成像技術(shù)對不同初始形態(tài)裂隙試樣變形破壞過程進(jìn)行了探測與成像分析,探測成像圖中裂隙的長度、位置和形態(tài)均與裂隙實際情況一致,能較好的對試樣變形破壞過程中的裂隙演化進(jìn)行探測識別,為實現(xiàn)模型試驗過程中識別和分析模型內(nèi)部裂隙的產(chǎn)生和演化過程奠定了良好的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU45
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2-1 不同結(jié)構(gòu)的 DPC 換能器Figure 2-1 Different DPC transducers in various configurations系統(tǒng)由換能器陣列和一個控制單元組成，換能器陣列由 12 個模塊 4 個橫波換能器，一共 48 個換能器組成的陣列發(fā)射超聲橫波波束進(jìn)信號發(fā)射和接收裝置，可發(fā)射周期脈沖，當(dāng)超聲波信號發(fā)出后，接單元進(jìn)行處理，然后轉(zhuǎn)移到專門的軟件進(jìn)行分析處理。圖 2-2 陣列式傳感器系統(tǒng)Figure 2-2Array sensor system回波技術(shù)（Scanning Impact-Echo Technique）

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2739181