【摘要】：巖體在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史過(guò)程中經(jīng)受各種地質(zhì)構(gòu)造作用,在地應(yīng)力場(chǎng)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(lái)了極大的安全隱患,因此對(duì)巖體中裂隙及其破裂演化過(guò)程的探測(cè)識(shí)別一直以來(lái)都是巖石力學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題之一。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51404255),采用超聲相控陣探測(cè)技術(shù),運(yùn)用物理模型試驗(yàn)對(duì)典型裂隙進(jìn)行探測(cè)識(shí)別和定位,并結(jié)合加載破壞過(guò)程中的力學(xué)特性和破裂演化規(guī)律,研究了提高識(shí)別模型試驗(yàn)過(guò)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(guò)基于超聲相控陣技術(shù)的商業(yè)無(wú)損探測(cè)儀(A1040 MIRA)的基本原理分析,并利用預(yù)制裂隙模型測(cè)試成像對(duì)比研究,獲得了該設(shè)備應(yīng)用于模型試驗(yàn)中識(shí)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(yàn)中采用A1040 MIRA探測(cè)成像時(shí)的參數(shù)設(shè)定范圍及建議。(2)波速的設(shè)定對(duì)成像結(jié)果有著重大影響,當(dāng)設(shè)定的波速與實(shí)際波速值偏差在10%之內(nèi)時(shí)對(duì)探測(cè)成像結(jié)果影響較小,當(dāng)波速設(shè)定值與實(shí)際波速值的偏差超過(guò)20%時(shí),將對(duì)探測(cè)成像結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,裂隙位置與實(shí)際值相差過(guò)大甚至無(wú)法檢測(cè)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(duì)裂隙的識(shí)別能力和精度,當(dāng)工作頻率增加到60kHz時(shí),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(shí)其對(duì)裂隙缺陷的識(shí)別能力卻在逐漸減弱。(4)通過(guò)對(duì)不同形態(tài)裂隙的探測(cè)識(shí)別,研究了提高不同傾角、分岔裂隙和多組平行裂隙識(shí)別精度和效率的方法,得出不同裂隙形態(tài)下其探測(cè)成像圖的特征和區(qū)別,建立探測(cè)成像圖與裂隙實(shí)際之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(5)應(yīng)用超聲相控陣成像技術(shù)對(duì)不同初始形態(tài)裂隙試樣變形破壞過(guò)程進(jìn)行了探測(cè)與成像分析,探測(cè)成像圖中裂隙的長(zhǎng)度、位置和形態(tài)均與裂隙實(shí)際情況一致,能較好的對(duì)試樣變形破壞過(guò)程中的裂隙演化進(jìn)行探測(cè)識(shí)別,為實(shí)現(xiàn)模型試驗(yàn)過(guò)程中識(shí)別和分析模型內(nèi)部裂隙的產(chǎn)生和演化過(guò)程奠定了良好的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：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(gè)控制單元組成，換能器陣列由 12 個(gè)模塊 4 個(gè)橫波換能器，一共 48 個(gè)換能器組成的陣列發(fā)射超聲橫波波束進(jìn)信號(hào)發(fā)射和接收裝置，可發(fā)射周期脈沖，當(dāng)超聲波信號(hào)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(hào)：2739181