【摘要】：通過對含層理大理巖開展經(jīng)歷不同溫度后的縱波波速測試試驗,分析高溫作用后大理巖縱波波速的變化規(guī)律,在此基礎(chǔ)上探討各向異性指數(shù)(平行與垂直層理方向波速比值)的變化趨勢,研究溫度對大理巖各向異性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:經(jīng)歷高溫后大理巖縱波波速下降,而且隨經(jīng)歷溫度的升高,大理巖縱波波速持續(xù)降低;大理巖縱波波速存在層理效應,主要表現(xiàn)為平行層理方向的波速大于垂直層理方向波速,各向異性指數(shù)為1.11~1.19;在30~200℃范圍內(nèi),大理巖各向異性指數(shù)隨溫度呈現(xiàn)出兩邊低中間高的"倒U"形變化規(guī)律。研究成果在一定程度上反映了經(jīng)歷高溫后巖石各向異性的變化,為預測和評估高溫工程圍巖的長期穩(wěn)定性和安全性提供理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

群蟮淖薟úㄋ儼饈允?驗，研究高溫后大理巖的波速變化特性。在此基礎(chǔ)上，，探討縱波波速的各向異性特征，以及溫度對縱波波速各向異性的影響規(guī)律。以期從波速的角度來豐富對巖石各向異性特征的認識，為預測和評估高溫工程圍巖的長期穩(wěn)定性和安全性，為火災后巖體工程結(jié)構(gòu)的損傷評估及加固提供科學依據(jù)。1試驗過程1.1試樣的選取與制備選取山東萊州地區(qū)典型大理巖為研究對象，考慮其各向異性的特點，在實驗室制備平行層理巖樣。所有試件均取自同一巖塊，將巖塊制成50mm×50mm×100mm的標準長方體試樣，典型巖樣照片如圖1所示。圖1典型巖樣照片1.2試驗設備試驗加溫設備采用上海一恒科技生產(chǎn)的BPG－9140A液晶微電腦控制精密鼓風干燥箱。箱內(nèi)最高溫度可達250℃，溫度分辨率0.1℃，溫度均勻度小于8℃。該設備可以實現(xiàn)對箱內(nèi)溫度的自動測量、程序設定、指示及精確控制。利用聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)的波速測試功能，可以對巖石進行波速測試［11－12］，試驗采用設備為美國物理聲學公司PAC生產(chǎn)的PCI－2型多通道聲發(fā)射監(jiān)測儀。聲發(fā)射儀測速原理:通過在試樣表面安放2個傳感器，一端發(fā)射脈沖信號，另一端接收信號，由聲發(fā)射測試系統(tǒng)記錄時差Δt，并利用已有的試件長度(高度)，即可計算試件的縱波波速。1.3試驗方法本次試驗主要研究在溫度不斷變化的條件下，巖樣縱波波速的變化特性。試驗方案依據(jù)目前人們對地殼分層和地殼溫度環(huán)境條件的認識來設計。按照表1［13－14］，以地震多發(fā)人類工程活動和資源開發(fā)能夠涉及的中上地殼溫度環(huán)境條件為參考，設計試驗方案。為了比較完整地研究溫度與波速的相關(guān)性，選取30個巖樣并分成6組，每組5個巖樣，開展大理巖經(jīng)歷30，50，75，100，150和200℃后的縱波波速測試試驗。表1地殼不同深度溫度

件內(nèi)外溫度達到一致，然后在干燥箱內(nèi)冷卻到常溫，制成經(jīng)歷不同溫度后的大理巖試樣。隨后采用聲發(fā)射儀開展大理巖縱波波速測試試驗，聲發(fā)射傳感器為Ｒ6!型諧振式高靈敏度傳感器，其工作頻率為35～100kHz，傳感器與試樣之間涂上凡士林，增強二者耦合性，減少信號的衰減。為了探討縱波波速的各向異性，本次實驗選用4個聲發(fā)射傳感器，均勻?qū)ΨQ分布在試樣4個面上，將各個傳感器依次作為脈沖波發(fā)射端，其余傳感器作為接收端，根據(jù)傳播時差和傳播距離即可算出各個方向上的縱波波速，傳感器布置及不同方向上波速的傳播路徑見圖2。圖2波速測試傳感器布置2經(jīng)歷不同溫度后大理巖縱波波速變化特征本文主要從總體平均波速，平行于層理方向波16總第135期煤礦開采2017年第2期

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