岩石波速试验

岩石波速试验是通过测定弹性波在岩石介质中的传播速度，获取岩石动力学参数的重要方法。

根据测试场景和目的，主要分为以下两类：

一、现场原位波速测试

‌常用方法‌

‌单孔法‌：在单一钻孔内不同深度布置接收器，通过孔口水平撞击木板激发剪切波，测定波传播时间以计算波速，适用于评价天然地层竖向波速分布。

‌跨孔法‌：在多个平行钻孔中分别设置震源与接收器，直接测量波在岩体中的传播路径和时间，精度高但成本较高，需严格控制钻孔垂直度与间距。

‌面波法‌：利用地表激发的瑞利波频散特性反演岩体波速剖面，适用于浅层勘探。

‌关键技术要求‌

钻孔深度需超过目标测试深度1.0–2.0m，直径需适配探头尺寸；跨孔法钻孔间距一般≤5m，垂直度偏差≤1°。

触发方式包括信号触发或外触发，需精确记录波形初至时间。

二、实验室岩石试样波速测试

‌核心设备与原理‌

‌仪器‌：岩石波速测试仪（如I-RPT型），含发射端（500V/1000V可选电压）、接收端（灵敏度≤30μV）及真彩显示屏。

‌工作原理‌：压电陶瓷探头发射超声波脉冲，经耦合剂传入试样，接收端捕获信号后计算波速

‌测试方法‌

‌脉冲法‌：50kHz–10MHz高频脉冲激发，直接测量纵波（P波）、横波（S波）初至时间，精度1–3%。

‌共振法‌：通过试样固有振动频率推算波速

‌标准化流程‌

试样制备需满足规范尺寸（圆柱或棱柱），耦合剂（凡士林、真空脂）厚度需严格控制以减少误差。

依据行业标准DZ/T 0276.24-2015，需重复测试验证数据可靠性，动弹性参数计算结果精确至0.01。

三、试验数据应用

‌参数计算‌：由纵波速 

‌工程评价‌：

岩体完整性：波速与完整岩石波速比值评价裂隙发育程度。

各向异性分析：如蛇纹岩在600MPa围压下纵波速平均6.731km/s，不同方向波速差异反映矿物定向排列特征。

动-静参数关联：动弹性模量通常为静弹性模量的1.1–3.0倍，用于预测岩体变形特性。

四、发展趋势

结合人工智能与全生命周期监测，新兴研究提出“岩石破裂时空观”，通过多源数据融合提升波速测试在岩体失稳预警中的效能。