3 岩石动力学基础

第二节 影响岩体波速的因素
二 裂隙、风化程度或夹层的影响 (1)裂隙越多或宽度越大，波速越小。 (2)风化越严重，波速越小。 (3)夹层厚度越大，波速越小。 三 有效孔隙率和吸水率的影响 有效孔隙率或吸水率越大，波速越小。
第二节 影响岩体波速的因素
四 各向异性的影响 岩体的各向异性使弹性波速也表现出各 向异性。 平行结构面的波速（动弹模）总是大于 垂直结构面的波速，两者的比值 （vph/vpv）称为波速（动弹模）的各向异 性系数。
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第三章 岩石动力学基础
第一节 岩石的波动特性 第二节 影响岩体波速的因素 第三
一 固体中应力波的类型 1. 弹性波 2. 粘弹性波 3. 塑性波 4. 冲击波
三 岩体弹性波速度的测定
2. 岩体声波传播速度 的现场测定 测点可选择平洞、钻 孔、风钻孔或地表露 头。 声波激发方式：换能 器、锤击、电火花
三 岩体弹性波速度的测定
3. 岩体弹性波测定结果 (1)岩石的波速大于岩体波速。 (2)新鲜完整的岩体波速较大，而裂隙发 育和风化破碎的岩体波速较小。 (3)动弹模Ed要高于静弹模E 1～20倍，岩 体越完整，两者的差值越小，反之，越 大。
三 岩体弹性波速度的测定
1. 岩块声波传播速度 室内测定 (1)试件形状同单轴抗 压强度试验试件 (2)主要仪器和设备 岩石超声波仪， 纵、横波换能器。
三 岩体弹性波速度的测定
(3)成果整理
L vp = t p − t0
L vs = t s − t0
L－发射、接收换能器中心间的距离(m)； tp－纵波在试件中传播的时间(s); ts－横波在试件中传播的时间(s); t0－仪器系统的零延时(s);
纵波在各向同性的岩体中传播的速度
⎛ E d (1 − μ d ) ⎞ Vp = ⎜ ⎜ ρ(1 + μ )(1 − 2μ ) ⎟ ⎟ d d ⎠ ⎝ ⎛ ⎞ Ed Vs = ⎜ ⎜ 2ρ(1 + μ ) ⎟ ⎟ d ⎠ ⎝
1/ 2 1/ 2
式中 Vp、Vs－纵波、横波波速； Ed、μd－动弹性模量、动泊松比； ρ－介质密度。
第二节 影响岩体波速的因素
五 压应力的影响 总的趋势是，随着压 应力增大，波速增 大，且在开始阶段增 长较快，而后逐渐变 缓。
第二节 影响岩体波速的因素
利用应力和裂隙对波 速的影响，可以判断 洞室塑性圈（松动 圈）的半径。 方法：沿洞室纵向在 洞壁钻一对平行的钻 孔，同步移动发射和 接收换能器，测不同 深度岩体的波速。
第一节 岩石的波动特性
岩石受扰动后主要传播的是弹性波，而塑性波 和冲击波只有在振源处才能发生，当传播到一 定距离，由于能量损失，蜕变成弹性波。 弹性波分体波和面波。体波又分纵波(P波)和横 波(S波)，面波主要有瑞利波和勒夫波。 振源的形状有点状、面状和圆柱状，分别产生 球面波、平面波和柱面波。
二 弹性波在固体中的传播
第二节 影响岩体波速的因素
第三节 岩体的其他动力学特征
一 用弹性波求岩体的泊松比μ(≅μd)
μ= Vp2 − 2Vs2 2 Vp2 − Vs2
(
)
二 岩石强度与加荷速率的关系
第二节 影响岩体波速的因素
一 岩石种类、岩体密度和生成年代的影响 (1)密度和完整性越高，波速越大，反之就越小。 (2)岩浆岩和古生代及中生代沉积岩纵波波速一般 为5.0~5.5km/s，集中度很好；而新时代沉积岩波 速较小且离散。 (3)变质岩波速较岩浆岩和沉积岩稍大，也很集 中，可能是变质岩矿物成分比较致密。