岩石样品弹性波速频域测试方法

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1、第24卷增1岩石力学与工程学报Vol.24Supp.12005年8月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringAug.，2005岩石样品弹性波速频域测试方法及其与时域测试方法的比较李静坡，孙进忠(中国地质大学工程技术学院，北京100083)摘要：迄今为止，岩石样品弹性波速的超声波测试基本上是采用波动走时的测定方法。有时，由于样品和试验条件等方面的限制，准确测定波动的走时很困难。这时，研究样品波动频率特征与样品弹性波速的关系，利用样品波动的频域特征确定样品的弹性波速，将是对走时波速测定的一个非常有益的补

2、充。研究探讨了样品弹性波速与波动频率特征之间的关系，详细介绍了波速测试的频率法，并且分别在时域和频域内对岩石样品进行了波速测试。2种方法测试结果的对比证明了岩石样品频率测定方法的可行性。关键词：岩石力学；时域；频域；谱分析；弹性波速中图分类号：TU457文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)增1–4977–05FREQUENCYTESTINGMETHODFORELASTICWAVEVELOCITYOFROCKSPECIMENSANDITSCOMPARISONWITHTIMETESTINGMETHODLIJing-po，SUNJi

3、n-zhong(SchoolofEngineeringandTechnology，ChinaUniversityofGeosciences，Beijing100083，China)Abstract：Tillnow，thetestingmethodfortheelasticwavevelocityofrockspecimenswithultrasonicwavesisbasicallythetraveltimetestingmethod.Sometimes，owingtothelimitationofspecimensortestingcondi

4、tions，etc.，themeasurementfortheexacttraveltimeofawavephaseisverydifficult.Therelationshipbetweenelasticwavevelocitiesandwavefrequencyfeaturesofrockspecimenswillbehelpfultoresolvethisproblem.Thisrelationshipisrevealed，andthetestingmethodfortheelasticwavevelocityofrockspecimen

5、sbasedonthefeaturesofwavefrequenciesisputforward.Thenthefrequencymethodofrockspecimenswavevelocitytestingisparticularlyintroducedandtherockspecimens′wavevelocitiesareseparatelytestedintime-domainandfrequency-domaininthispaper.Thecomparisonbetweenfrequencytestingresultsandtim

6、etestingresultsshowthatthefrequencytestingmethodisfeasibleandpractical.Keywords：rockmechanics；time-field；frequency-field；frequencyspectrumanalysis；elasticwavevelocity建筑构件等无损探伤的一个有效手段。国外在20世1引言[1]纪50年代初就开始了对岩石声波测试方法的探索，60年代传入我国，70年代在我国得到了较快的发[2]超声波与地震波同为弹性波，所不同的是，超展。水利水电勘测设计系

7、统应用此法近30a，积[3，4]声波的频率远远高于地震波，可以胜任小尺度的岩累了不少经验，并将其编入规程。石试件乃至金属零件的波速测试工作，是岩石材料、声波在岩石中传播时与岩石相互作用，使穿透收稿日期：2005–04–02；修回日期：2005–05–30作者简介：李静坡(1978–)，女，硕士，2002年于华北水利水电学院岩土工程系建筑工程(岩土方向)专业获硕士学位，主要从事岩土工程方面的研究工作。E-mail：li-jing-po@sohu.com。•4978•岩石力学与工程学报2005年波中携带了大量反映岩石特性(节理、裂隙、强度等)f(t

8、)的各种信息，集中体现在岩石的弹性波速这一参数中。由于物理上的直观性，长期以来获得波速这一参数的测量方法主要是波动走时法，而对波速与波动频率特征之间的