目錄

序言

前言

英文目錄

緒論

第一章 巖心聲波檢測的理論基礎

一、巖石的彈性性質

（一）應力和應變

（二）應力和應變的關系

（三）彈性理論

二、波動方程和彈性波傳播速度

（一）幾點假設

（二）平衡方程

（三）彈性波傳播的速度

參考文獻

第二章 聲波巖石分級

一、早期巖石（體）聲波分級

二、巖心超聲檢測技術

（一）巖心聲波檢測的條件

（二）巖心聲波檢測系統(tǒng)

三、聲波巖石可鉆性分級的可行性分析

（一）聲波速度與巖性之間的關系

（二）聲波與可鉆性級別和統(tǒng)計可鉆性指標（時效）之間的關系

四、縱波速度巖石可鉆性分級標準的制訂

（一）縱波速度檢測資料整理

（二）數理統(tǒng)計的特征值

（三）各類巖石縱波速度數理統(tǒng)計匯總

（四）巖石縱波速度值的頻率分布

（五）縱波速度巖石可鉆性分級標準

五、縱波分級標準的試行和野外巖心徑向檢測試驗

（一）“縱波速度巖石可鉆性分級標準”在野外試行的評述

（二）巖心徑向縱波速度檢測試驗

參考文獻

第三章 巖心聲波檢測的深化

一、巖心橫波速度的檢測和應用

（一）橫波換能器

（二）耦合材料和橫波檢測方法

（三）巖石的縱波和橫波波形

（四）巖石動彈性力學參數及其內涵的初步分析

（五）動彈性力學參數與巖石可鉆性的相關分析

二、巖石聲波頻譜分析

（一）巖石聲波頻譜測試分析方法

（二）頻譜分析在巖石分級中的初步應用

（三）小結

參考文獻

第四章 采用動彈性力學參數綜合評定巖石可鉆性

一、動彈性力學參數與巖石可鉆性間的相關性一元回歸分析

（一）回歸分析總表

（二）微鉆頭鉆速與各項動彈性力學參數的相關性分析

（三）相關系數的分析

二、動彈性力學參數與巖石可鉆性相關性的多元回歸分析

（一）關于8元回歸方程的選擇

（二）分巖石類別進行8元回歸分析

（三）小結

參考文獻

第五章 關于巖石動彈性力學參數的分析研究

一、分析研究巖石動彈性力學參數的意義

二、礦物的波速、密度和彈性性質的分析研究

（一）單質化學元素中的波速和密度及其與原子結構的關系

（二）礦物的密度和波速與其結晶化學特性及元素原子結構的關系

（三）礦物的波速、彈性模量與密度之間的關系

三、巖石的動彈性力學參數的分析研究

（一）巖石的密度和波速

（二）巖石的密度和波速的關系

（三）決定波速的兩個主要因素是密度和巖石的平均相對原子質量

（四）巖石的波速比與巖性

四、動彈性力學參數之間的關系與巖性

（一）動彈性力學參數之間的關系

（二）流體飽和度對沉積巖各項動態(tài)模量的影響

（三）巖石的波速比與泊松比和模量比的關系

（四）巖石的波速比與裂隙密度的關系

（五）巖石的負值泊松比

（六）關于負泊松比的討論

五、關于巖石彈性模量的討論和動彈性力學參數的應用

（一）巖石動、靜彈性模量的比較

（二）從巖石壓縮變形，看動、靜彈性模量的實質

（三）利用動楊氏模量與抗壓強度相聯(lián)系進行巖石分類

（四）利用波速與抗壓強度相聯(lián)系分析巖性

（五）用動泊松比粗略估計真實原地應力

六、結語

參考文獻

后記

附錄

附表1陜西省巖心聲波檢測記錄及力學參數匯總表

附表2湖南省巖心聲波檢測記錄及力學參數匯總表

英文簡介

2100433B

聲波巖石分級和巖石動彈性力學參數的分析研究造價信息

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內容提要

本書概括為兩個方面內容：一、介紹對中國五個省40種巖石1430個巖心試樣進行縱波速度檢測，制

訂出“縱波速度巖石可鉆性分級標準”的方法、步驟和成果。二、通過對中國十個省33種巖石1000個巖

心試樣的縱橫波速度和密度的檢測，進而計算出多種動彈性力學參數，并對之進行分析研究，包括：得出

了三大類巖石的密度和波速的關系圖和相關方程，引述了巖石的平均相對原子質量對波速的影響；十二種

巖石的波速交會圖和波速比；分析了模量比、泊松比與波速比的關系；通過抗壓強度試驗確認了巖石負泊

松比的存在；根據文獻資料引述了裂隙密度和巖石模量的關系，以及關于巖石彈性模量的討論等。這些深

化分析頗有新意，也很適用，已顯示出利用聲波方法研究巖石破碎機理的先進性和有待深化探索的具體內

容。書后還附錄了部分巖心聲波檢測的原始記錄匯總表。本書可供研究巖石破碎理論和巖石聲波檢測的科

技工作者參考。

聲波巖石分級和巖石動彈性力學參數的分析研究作品目錄常見問題

聲波巖石分級和巖石動彈性力學參數的分析研究作品目錄文獻

工科專業(yè)“彈性力學”課程教學現(xiàn)狀的思考 工科專業(yè)“彈性力學”課程教學現(xiàn)狀的思考

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評分： 4.7

本文分析了高等院校工科專業(yè)\"彈性力學\"課程教學中存在的問題,提出了幾種促進教學效果的方法,包括:結合專業(yè)特點,優(yōu)化教學內容;利用現(xiàn)代化教學手段和資源,提高課堂講授效率;提高學生參與度,增加學生學習的主觀能動性;結合工程實例,培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力;結合科研項目,展示學科前沿等。

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基于巖體質量分級的巖石力學參數研究 基于巖體質量分級的巖石力學參數研究

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評分： 3

基于巖體質量分級的巖石力學參數研究——通過現(xiàn)場聲波測試等快速測試手段，結合工程地質定性評價，應用BQ體系和RMR體系，對巖石邊坡進行巖體質量評價，并分析了BQ體系和RMR體系的相關關系．在此基礎上估算巖石力學參數，為巖石工程設計和施工提供了依據． 　　

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按照坑探掘鑿巖石的難易程度，將各種巖石按一定級差進行定量的劃分。通常以表格的形式列出各級代表性巖石名稱及其定量指標。巖石分級是制定生產定額、材料消耗定額的根據;是正確選擇掘進工藝參數和合理使用掘進設備以及分析研究勞動生產率、生產成本的依據。

按巖石分級的不同原則，有很多種分級方法，這里主要介紹坑探工程中常采用的兩種巖石分級方法:

①按照巖石的相對強度指標進行分級。如M.M.普羅托季亞科諾夫按巖石的堅固性系數f(簡稱普式系數),將巖石分為10級。f值是根據巖石單軸抗壓強度除以 98計算的,f值由20到0.3，f值越大表示巖石越堅固。這種巖石分級方法只適用于掘進工藝的概略計算和近似地評定坑探工程的某些參數。

②按照巖石的生產技術指標進行分級。如按巖石的鑿巖性、爆破性、采掘性的生產指標進行分級。

巖石鑿巖性是指巖石在鉆鑿炮眼過程中，在外力的作用下巖石被破碎的性質。巖石采掘性是指巖石在采掘過程中，在外力的作用下巖石被破碎的性質。中國地質部1956年坑探工程巖石分級，將軟巖石按照巖石松散程度指標，即在規(guī)定的標準挖掘條件下,按手工挖掘1立方米原巖所需時間(分)指標，將巖石劃分為1~4級，反映了挖掘的難易程度。除軟巖石外將其他巖石按巖石鑿巖性指標，即在規(guī)定的標準鑿巖條件下，按手工或采用風動鑿巖機鉆鑿1米炮眼所需純鑿巖時間(分)指標,將巖石劃分為4~11級,反映了鑿巖的難易程度。巖石鑿巖性是與巖石組織構造、巖石物理力學性質和鑿巖機具以及鑿巖規(guī)程有著密切的關系。因此巖石鑿巖性指標取決于一系列地質因素、工藝和技術條件。確定巖石鑿巖性指標應該遵守規(guī)定的標準技術條件。

巖石爆破性是指巖石在炸藥包爆炸時所產生的外力作用下巖石被破碎的性質。巖石爆破性是用炸藥單位消耗,即爆破1立方米原巖所需炸藥量(千克)數或用炮眼單位消耗,即爆破1立方米原巖所需炮眼長度(米)來評定。地質部巖石分級表是根據巖石鑿巖性來制定生產定額和材料消耗定額的根據。當某些巖石鑿巖容易但很難爆破，在這種巖石鑿巖性與爆破性不一致的情況下，可按照下式:k=k1/k2來確定校正系數k。式中k1為炸藥單位消耗定額(千克/立方米);k2為實測的炸藥單位消耗(千克/立方米)。按鑿巖性巖石分級制定的生產定額乘以校正系數k就考慮了巖石爆破性的因素。

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在一定的技術工藝條件下， 巖石按被鉆頭破碎的難易程度的分級。根據鉆進方法的不同，巖石可鉆性分別有巖心鉆探的巖石可鉆性、 手動回轉鉆進的巖石可鉆性、螺旋鉆進的巖石可鉆性、鋼絲繩沖擊鉆進的巖石可鉆性、 沖擊振動鉆進的巖石可鉆性和石油鉆井的巖石可鉆性等。 中國冶金工程鉆探采用巖心鉆探的巖石可鉆性。巖心鉆探的巖石可鉆性分為12級。表1為1958年中國地質部頒布的《巖石十二級分級表》，此表是以對于在規(guī)定的設備、 工具和技術規(guī)程的條件下進行實際鉆進所獲得的大量資料的統(tǒng)計分析為定級基礎的。隨著對巖石物理力學性質的深入研究、測試技術方法和儀器的進步、鉆探設備和工藝技術的發(fā)展，為適應金剛石鉆探工藝應用的需要， 并使巖石可鉆性分級更趨科學、 準確、 合理， 1984年中國地質礦產部頒布了《金剛石巖心鉆探巖石可鉆性分級表》。該分級表采用了以巖石壓入硬度為主，同時考慮擺球回彈次數、塑性系數、微鉆速度和聲波穿透速度等的綜合分級法，將巖石仍分為12級，列為以壓入硬度、擺球硬度和統(tǒng)計效率為指標的 （表2）、以微鉆速度為指標的 （表3）和以聲波穿透速度為指標的分級表。 實際應用時互相參照， 使巖石可鉆性定級更符合實際情況。

表1 巖石十二級分級表

巖石

等級

巖石類別

代 表 性 巖 石

可鉆性/

m·h-1

回次長度/

m

Ⅰ

松軟疏散的

次生土、土壤、矽藻土

7.50

2.80

Ⅱ

較軟疏散的

黃土、粘土、冰

4.00

2.40

Ⅲ

軟的

風化變質的頁巖、千枚巖、泥灰?guī)r、褐煤、煙煤

2.45

2.00

Ⅳ

較軟的

頁巖類、較致密泥灰?guī)r、巖鹽、火山凝灰?guī)r

1.60

1.70

Ⅴ

稍硬的

泥質板巖、細粒石灰?guī)r、蛇紋巖、純橄欖巖、無煙煤

1.15

1.50

Ⅵ

中等硬度

微矽化石灰?guī)r、千枚巖、石英云母片巖、輝長巖

0.82

1.30

Ⅶ

中等硬度

矽質灰?guī)r、石英二長巖、含長石石英砂巖、角閃石斑巖、玢巖

0.57

1.10

Ⅷ

硬的

矽卡巖、千枚巖、微風化花崗巖

0.38

0.85

Ⅸ

硬的

高矽化石灰?guī)r、粗?；◢弾r、矽化凝灰?guī)r

0.25

0.65

Ⅹ

堅硬的

細?；◢弾r、花崗片麻巖、堅硬的石英偉晶巖

0.15

0.50

Ⅺ

堅硬的

剛玉巖、石英巖、含鐵礦碧玉巖

0.09

0.32

Ⅻ

最堅硬的

未風化致密的石英巖、碧玉巖、燧石

0.045

0.16

表2 金剛石巖心鉆探巖石可鉆性分級表 （壓入硬度和擺球硬度）

巖石級別

巖石物理力學性質

鉆進時效指標

壓入硬度/

MPa

擺球硬度

統(tǒng)計效率/m·h-1

彈次

塑性系數

金剛石

硬合金

鋼粒

1～4

<1000

<30

>0.37

>3.90

5

900～1900

28～35

0.33～0.39

2.90～3.60

2.50

6

1750～2750

34～42

0.29～0.35

2.30～3.10

2.00

1.50

7

2600～3600

40～48

0.27～0.32

1.90～2.60

1.40

1.35

8

3400～4400

46～54

0.23～0.29

1.50～2.10

0.80

1.20

9

4200～5200

52～60

0.20～0.26

1.10～1.70

1.00

10

5000～6100

59～68

0.17～0.24

0.80～1.20

0.75

11

6000～7200

67～75

0.15～0.22

0.50～0.95

0.50

12

>7000

>70

<0.20

<0.60

表3 金剛石巖心鉆探巖石可鉆性分級表 （微鉆鉆速）

巖石級別

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

微鉆鉆速/

mm·min-1

216～259

135～215

85～134

53～84

34～52

21～33

14～20

9～13

6～8

≤5

注： 表2和表3中“代表性巖石”一欄略。

為使用方便，常把1～3級稱為“軟巖石”；4～6級稱為“中硬巖石”；7～9級稱為“硬巖石”；10～12級稱為 “堅硬巖石”。

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從史萊涅爾和巴隆對一系列巖石磨蝕性測定的結果，可得出下述巖石結構組成對鋼質材料磨蝕性的一般關系。

  • 巖石具有硬的礦物組成時，磨蝕性增大。

  • 對于巖漿巖和礦物而言，磨蝕系數ω大體上與其組成的礦物微痕硬度成正比例。

  • 由軟硬不同的幾種礦物組成的巖石，其磨蝕性比單一礦物組成的巖石為大。

  • 結晶體的礦物比其非晶態(tài)的磨蝕性為大。

  • 沉積巖的磨蝕性系數幾乎和它的石英含量成正比例。按照史氏觀點，對于砂巖來說，巖石的磨蝕性和其侵入硬度成反比。巖石的侵入硬度反映了巖石的堅固性，而不是巖石的顆粒硬度。但據另外一些研究者的意見，含石英量相等的巖石，堅固的磨蝕性要大。而含石英多的砂巖，堅固性可能小于含石英多的。

無論是砂巖或巖漿巖，顆粒越細磨蝕性越弱。這是因為細粒構造的巖石表面較平整，接觸點的真實應力較小。同時，物體的赫芝硬度隨著壓頭的曲率半徑減小將直線地增大。因此其磨蝕性也就削弱了。

砂巖的顆粒大小及其膠結物的強度對其磨蝕性影響很大，對于鋼制工具來說，巖石顆粒由石英或長石組成，對磨蝕性的影響退居第二位。常常是花崗砂巖或長石砂巖，只要其粒度及侵入硬度跟石英砂巖相當，其磨蝕性也就差不多。但是對硬質合金的磨蝕，石英顆粒和長石顆粒大概是會不一樣的。

巖石的磨蝕性，在很大程度上還取決于摩擦面的粗糙程度。如在正長石、石英和黃玉的晶面（或解理面）上摩擦，巴氏磨蝕性指標a值各為27.3、21.3和19.0，即反比例于硬度；而在其自然斷口上摩擦，相當的a值卻各為31.1、35.4和46.2，即說明只有在粗糙面上的磨蝕性才和硬度成正比。據此，巴氏采取了自然斷口作為測定其磨蝕性的標準條件。

從以上介紹可知，對于沉積巖，影響其磨蝕性的因素莫過于石英的含量、顆粒大小以及巖石的堅固性了。 2100433B

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