岩石三阶弹性模量的高精度测定研究

基于岩石的声弹理论,通过脉冲回波方法测量双轴加载条件下沿薄板岩样厚度方向传播的超声纵、横波波速变化,来测定岩石的三阶弹性模量。试验结果表明:将横波和纵波传感器放置于岩样中心部位的相对表面上,测量同一地点的纵、横波波速,不仅减弱了双向加载端部效应,而且克服了岩石的非均质性对测量结果的影响。此外,通过脉冲回波方法测量多次回波信号的时间差,来克服耦合剂和测量电路对走时差的影响。该方法可以实现岩石三阶弹性模量的高精度测定,从而为地应力测量声弹法的实现提供技术保障。

岩石应力对钻孔附近的弹性波波速的影响

目前，地球物理学界普遍采用岩石的细观力学模型来解释岩石的声弹现象（即岩石应力状态的改变会造成岩石的弹性波波速的改变），认为岩石内部的微裂隙分布和取向在加载应力的作用下会发生改变，使岩体的宏观物理性质发生变化，从而影响到岩石的弹性波波速。从岩石细观力学模型得出的岩石应力与岩石波速的关系中未知参数，需要通过试验数据拟合得到，并且随着岩石的应力状态而发生变化。