岩土超声波测试研究进展及应用综述.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１５／２３（２）０２８７１４ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１５．０２．０１４岩土超声波测试研究进展及应用综述王宇李晓胡瑞林武艳芳高玮（中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京１０００２９）摘要超声波在岩土介质中传播时携带了许多与岩土物理力学性质有关的信息，这些信息可综合反映到声学参数如超声波速、衰减系数、波形、频率、频谱及振幅等的变化上，根据这些参数可反演得到岩土体的物理力学指标及细观结构特征，从而解决

2、一系列的岩土工程问题。首先对超声波无损检测可以解决的岩土工程问题进行了概述。其次系统地阐述了土体和岩石（体）超声试验的研究进展：土体强度参数声学特性的试验研究、土体微结构参数的超声探测、岩石强度参数的超声测试研究、超声波速在岩石破裂方面的应用研究、超声波声波衰减在岩石材料中的应用、超声波速度和衰减各向异性的研究及超声波流体流动试验的研究。最后，笔者将超声波测试拓宽到土石混合体研究领域，探讨了不同含石量试样的波速和衰减规律，以及损伤声学参数对试样在单轴压缩作用下裂纹扩展的细观损伤特性的研究，更进一步说明了土石混合材料即不有别于土也不同于岩的特殊性。在

3、以上研究基础上，基于超声波岩土试验国内外研究动态的总结，对其未来的发展趋势进行了展望。关键词岩土工程超声波试验研究进展综述应用中图分类号：Ｐ６４２文献标识码：ＡＲＥＶＩＥＷＯＦＲＥＡＳＥＡＲＣＨＰＲＯＣＥＳＳＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＴＥＳＴＩＮＧＦＯＲＲＯＣＫＡＮＤＳＯＩＬＷＡＮＧＹｕＬＩＸｉａｏＨＵＲｕｉｌｉｎＷＵＹａｎｆａｎｇＧＡＯＷｅｉ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｈａｌｅＧａｓａｎｄＧｅｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳ

4、ｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９）ＡｂｓｔｒａｃｔＷｈｅｎｔｈｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｗａｖｅｐｒｏｐａｇａｔｅｓｉｎｒｏｃｋａｎｄｓｏｉｌ，ｉｔｃａｒｒｉｅｓｌｏｔｓｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｍｅｄｉｕｍ．Ｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｎｂｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｎｄｒｅｆｌｅｃｔｅｄｉｎｃｈａｎｇｅｏｆａｓｅｒｉｅｓｏｆａｃｏｕｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｅｌｏｃｉｔｙ，ａｔｔｅｎｕ

5、ａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｗａｖｅｆｏｒｍ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｄａｍｐｌｉｔｕｄｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒｏｃｋｍａｓｓａｎｄｍｅｓｏｓｃｏｐｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｃａｎｂｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ，ｓｏａｓｔｏｓｏｌｖｅａｓｅｒｉｅｓｏｆｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ

6、ｐｒｏｂｌｅｍｓｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｒｅｓｏｌｖｅｄｂｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ａｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｒｅｖｉｅｗｉｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｏｎｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇｉｎｓｏｉｌａｎｄｒｏｃｋ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｔｈｅｗｏｒｋｏｆｓｏｉｌｓｔｒｅｎｇｔｈｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｏｉｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｏｂｔａｉｎｉｎｇｏｆｒｏｃｋｓｔｒｅｎｇｔｈｐａｒａｍｅｔｅｒｓｂｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅ

7、ｓｔ，ｔｈｅｒｏｃｋｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｗａｖｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｉｎｒｏｃｋｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅａｎｉｓｏｔｒｏｐｙｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｆｌｏｗｔｅｓｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｓｂｒｏａｄｅｎｅｄｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄｏｆｒｏｃｋａｎｄｓｏｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅ．Ｗａｖｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｌａ

8、ｗｗｉｔｈｓｐｅｃｉｍｅｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｃｋｐｅｒｃｅｎｔａｇｅａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｌｓｏｄｕｒｉｎ