循环高水压对岩石超声波频域传播的影响特性试验研究OA

岩石赋存水压力的变化会引起岩石长期和短期有效应力的变化,进而影响超声波在岩石中的传播。研究循环水压对岩石超声波传播频域特性的影响,有利于反演循环水压环境对深部岩石(体)的损伤情况。基于自主研制的高水压高应力岩石超声波试验系统,对红砂岩进行等幅水压循环加卸载作用下的超声波传播试验。对超声波首波数据进行傅里叶变换,分析超声波频谱幅值随水压力循环的变化特性;定义频谱能量传输系数,分析等幅水压力循环过程中频谱能量传输系数、质心频率和品质因子的变化规律,构建岩石超声波频域参数衰减的经验模型。研究结果表明,水压力一定时,随着等幅水压循环次数的增加,频谱面积和质心频率均呈现整体下降趋势。岩石频谱能量传输系数随等幅水压循环次数的增大而线性减小。随着等幅水压循环次数的增加,品质因子Q在低水压条件下快速衰减,高水压条件下衰减速率则相对平缓。研究成果有利于了解深部高水压环境下岩石体的损伤情况,为其赋存环境的反演提供参考意义。