CN111189929A - 岩体钻孔声波试验块模型及其制作方法 - Google Patents

岩体钻孔声波试验块模型及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种岩体钻孔声波试验块模型及其制作方法，包括围岩试块组、夹层试块组和裂缝试块组；所述围岩试块组由不同规格尺寸的围岩试块组成，围岩试块是从圆柱形的岩体试块中用钻具取出一小直径的岩芯后使其中空构成的；所述夹层试块组由不同规格尺寸的夹层试块组成，所述夹层试块是由粘土和粘土掺沙与水泥、胶泥制作而成的薄圆环结构；所述裂缝试块组由不同规格尺寸的裂缝试块组成，所述裂缝试块是由铝合金制成的环状结构。本发明采用需要的组合模型进行岩体钻孔声波室内实验，为钻孔声波完整岩体实验、钻孔声波完整岩体与夹层实验、钻孔声波完整岩体与裂缝实验提供可溯源的实验模型组。

Description

岩体钻孔声波试验块模型及其制作方法
技术领域
本发明涉及岩体钻孔声波试块模型，属于地球物理勘探领域。
背景技术
油气、矿业和工程等勘察中，利用钻孔声波进行测试的工程很多，测试精度要求越来越高。现阶段，岩体钻孔声波实验未见与现场一致，能够重现钻孔围岩岩体、夹层和裂隙的声波实验试验块模型组及相关实验。
发明内容
本发明的目的在于提供一种岩体钻孔声波试验块模型及其制作方法，在岩体钻孔声波实验中，能够重现钻孔围岩、围岩与夹层、围岩与裂缝等组合的声波实验模型，为声波测试中参数处理、计算、反演提供基础与实验物体。
本发明的技术方案如下：
一种岩体钻孔声波试验块模型，包括围岩试块组、夹层试块组和裂缝试块组；所述围岩试块组由不同规格尺寸的围岩试块组成，围岩试块是从圆柱形的岩体试块中用钻具取出一小直径的岩芯后使其中空构成的；所述夹层试块组由不同规格尺寸的夹层试块组成，所述夹层试块是由粘土和粘土掺沙与水泥、胶泥制作而成的薄圆环结构；所述裂缝试块组由不同规格尺寸的裂缝试块组成，所述裂缝试块是由铝合金制成的环状结构。
其中，所述岩体试块是以150mm～250mm的直径从岩体中取出的圆柱形结构。所述夹层试块包括厚层夹层试块和薄层夹层试块；其中厚层夹层试块是用粘土和粘土掺沙与水泥制作，内径、外径与围岩试块一样、声波速度介于粘土和混凝土之间；薄层夹层试块是用胶泥制作，内径、外径与围岩试块一样。所述裂缝试块是用铝或合金制作外径与围岩试块一样、内径小于外径5mm～10mm的环状结构。
这种岩体钻孔声波试验块模型的制作方法是这样的：以150mm～250mm的直径从岩体中取出圆柱形的岩体试块，按一定直径的岩体试块的中心线上，钻具取出一小直径的岩芯后使其中空，以20、50、100、200、500和1000mm的长度横切制作形成围岩试块，打磨光滑横切面；采用粘土和粘土掺沙与水泥制作内径、外径与围岩试块一样、声波速度介于粘土和混凝土之间的系列试件，以5、10、20、50mm的长度横切制作或模型制作形成厚层夹层试块，打磨光滑上下面；用胶泥制作内径、外径与围岩试块一样，厚度为0.1、0.2、0.5、1.0、2.0mm的薄夹层试块，打磨光滑上下面；用铝或合金制作外径与围岩试块一样、内径小于外径5mm～10mm、厚度为0.03、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10mm的环状结构作为裂缝试块。
与现有技术相比，本发明的实际应用将达到钻孔声波围岩、夹层、裂缝地球物理参数与几何参数已知的情况下，采用需要的组合模型进行岩体钻孔声波室内实验，为钻孔声波完整岩体实验、钻孔声波完整岩体与夹层实验、钻孔声波完整岩体与裂缝实验提供可溯源的实验模型组。
附图说明
图1为围岩试块示意图；
图2为夹层试块示意图；
图3为裂缝试块示意图
图4为夹层试块模型组示意图；
图5为裂缝试块模型组示意图；
图6为夹层裂缝试块模型组示意图。
附图标记说明：1-围岩试块、2-夹层试块、3-裂缝试块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1-3所示，本发明具体实施时：以150mm～250mm的直径从岩体中取出岩体试块，在岩体试块的中心线上，用钻具以60mm～76mm的直径取出一小直径的岩芯后使其中空。以20、50、100、200、500和1000mm的长度横切制作围岩试块1，打磨光滑横切面。
采用粘土和粘土掺沙与水泥或胶泥制作内径、外径与围岩试块1一样的夹层试块2。其中，厚层夹层试块用粘土和粘土掺沙与水泥制作、声波速度介于粘土和混凝土之间的系列试件，以5、10、20、50mm的长度横切制作或模型制作，打磨光滑上下面。薄层夹层试块用胶泥制作，厚度为0.1、0.2、0.5、1.0、2.0mm，上下面平行光滑。
采用铝或合金制作外径与围岩试块1一样、内径小于外径5mm～10mm、厚度为0.03、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10mm的环状裂缝试块3，上下面平行光滑。
本发明实施时提供可溯源的岩体钻孔声波室内实验模型系列。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种岩体钻孔声波试验块模型，包括夹层试块模型组，裂缝试块模型组，夹层+裂缝试块模型组，其特征在于：采用不同物质制作系列围岩试块（1）、系列夹层试块（2）和系列裂缝试块（3），利用夹层试块（2）和围岩试块（1）构成夹层试块模型组，裂缝试块（3）和围岩试块（1）构成裂缝试块模型组，夹层试块（2）、裂缝试块（3）和围岩试块（1）构成夹层+裂缝试块模型组。
2.根据权利要求1所述的岩体钻孔声波试验块模型，其特征在于：包括系列围岩试块（1）、系列夹层试块（2）和系列裂缝试块（3）；所述系列围岩试块（1）由不同规格尺寸的围岩试块（1）组成，围岩试块（1）是从圆柱形的岩体试块中用钻具取出一小直径的岩芯后使其中空构成的；所述系列夹层试块（2）由不同规格尺寸的夹层试块（2）组成，所述夹层试块（2）是由粘土和粘土掺沙与水泥、胶泥制作而成的薄圆环结构；所述系列裂缝试块（3）由不同规格尺寸的裂缝试块（3）组成，所述裂缝试块（3）为铝合金制成的环状结构。
3.根据权利要求2所述的岩体钻孔声波试验块模型，其特征在于：所述岩体试块（1）是以150mm～250mm的直径从岩体中取出的圆柱形结构。
4.根据权利要求2所述的岩体钻孔声波试验块模型，其特征在于：所述夹层试块（2）包括厚层夹层试块（2）和薄层夹层试块（2）；其中厚层夹层试块（2）是用粘土和粘土掺沙与水泥制作，内径、外径与围岩试块（1）一样、声波速度介于粘土和混凝土之间；薄层夹层试块（2）是用胶泥制作，内径、外径与围岩试块（1）一样。
5.根据权利要求2所述的岩体钻孔声波试验块模型，其特征在于：所述裂缝试块（2）是用铝或合金制作外径与围岩试块（1）一样、内径小于外径5mm～10mm的环状结构。
6.一种如权利要求1-5中任意一项所述的岩体钻孔声波试验块模型的制作方法，其特征在于：以150mm～250mm的直径从岩体中取出圆柱形的岩块，按一定直径的岩体试块的中心线上，钻具取出一小直径的岩芯后使其中空，以20、50、100、200、500和1000mm的长度横切制作形成围岩试块（1），打磨光滑横切面；采用粘土和粘土掺沙与水泥制作内径、外径与围岩试块（1）一样、声波速度介于粘土和混凝土之间的系列试件，以5、10、20、50mm的长度横切制作或模型制作形成厚层夹层试块（2），打磨光滑上下面；用胶泥制作内径、外径与围岩试块（1）一样，厚度为0.1、0.2、0.5、1.0、2.0mm的薄夹层试块（2），打磨光滑上下面；用铝或合金制作外径与围岩试块（1）一样、内径小于外径5mm～10mm、厚度为0.03、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10mm的环状结构作为裂缝试块（3）。
7.根据权利要求6所述的岩体钻孔声波试验块模型的制作方法，其特征在于：所述夹层试块模型组（4）包括围岩试块（1）+夹层试块（2）+围岩试块（1）、围岩试块（1）+夹层试块（2）+围岩试块（1）+夹层试块（2）+围岩试块（1）在内的组合。
8.根据权利要求1所述的岩体钻孔声波试验块模型的制作方法，其特征在于：所述裂缝试块模型组（5）包括围岩试块（1）+裂缝试块（3）+围岩试块（1）、围岩试块（1）+裂缝试块（3）+围岩试块（1）+裂缝试块（3）+围岩试块（1）在内的组合。
9.根据权利要求1所述的岩体钻孔声波试验块模型的制作方法，其特征在于：所述夹层+裂缝试块模型组包括围岩试块（1）+夹层试块（2）+围岩试块（1）+裂缝试块（3）+围岩试块（1）组合。
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