Page 83 - 无损检测2021年第五期

孙富强:
基于 CT 技术的层状复合岩体损伤演化规律分析

依据线性回归方程计算原理, 得到规律分析方 表 1 岩体样本的各项参数
程为 岩层 坚硬 损伤
岩性
[
q× β 0 + β 1 D 1 + β 2 D 2 + … + β n D n ] 编号 级别 指数
E h = ( 9 )
K ρ x y +Δ T 极薄层含泥质的中厚层灰岩
S 1 II 16~22
为厚度为h 的岩体损伤强度; 为线性关系
式中: E h q 剪切带 IV 0.13~0.21
控制参量; ΔT 为周期系数, 指岩体损伤规律测量的 S h3 夹薄层泥质碎屑的灰岩 II 5~9
, ,
β n
单位周期; , , ,…, 为偏回归系数; D 1 D 2 薄至中厚层灰岩 III 15~20
β 0 β 1 β 2 S h1
为残差项。
…, D n 夹薄层泥质碎屑的灰岩 III 6~11
S 2
利用该函数分析岩体损伤强度演变规律, 得到 剪切带 IV 0.05~0.15
S F1
如图 5 所示的特征曲线。 完整砂页岩 III 1~3
砂岩、 灰岩 III 16~22
剪切带
S C1C2 V 0.1~0.2
砂岩、 灰岩、 泥质灰岩 II 5~10
夹薄层粉砂岩页岩
S F V 0.15~0.35

图 5 岩体损伤强度演变规律特征曲线
观察图 5 中的曲线走势可知, 该规律曲线与误
差曲线的重合程度较高, 因此认为得到的分析结果
具有一定的合理性。
综上所述, 基于 CT 技术的损伤分析方法通过
CT 数据反映岩体密度, 模拟出岩体损伤的演化过
程, 再分析蠕变参数对岩体结构层损伤的影响, 最终
可得到复合岩体的损伤规律。 图 6 岩体样本实物
2 试验分析 连接计算机与其他硬件设备接口, 试运行测试

系统, 30min 后开始试验, 将所测岩体样本固定在
为验证分析方法的可靠性和实用性, 笔者搭建 X 射线扫描仪上方, 扫描 10 min , 得到的岩体重建

了一个稳定的试验环境, 利用检测设备分析该方法 图像如图 7 所示。根据岩体裂纹的重建图像得到损
的可靠程度。同时, 为了令试验结果更具备说服力, 伤强度演变规律。通过式( 9 ) 得到岩体损伤演化规
在该试验检测过程中, 设置文献[ 1-3 ] 的方法为对比 律曲线。
试验, 比较 4 种方法对层状复合岩体损伤演化规律
的分析情况, 并得出试验结论。
2.1 试验准备
将甘肃地区的层状复合岩体作为试验对象, 选
择类型不同、 岩层不一的复合岩体作为试验样本, 样
本的各项参数如表 1 所示。将试验样本按照岩体品
种进行标号, 岩体样本实物如图 6 所示。
2.2 试验测试
样本选取完毕后, 搭建试验平台, 选用的计算 图 7 岩体样本的重建图像

机型号为 HW-V65 , 屏幕分辨率为 3840 像素 ×2 2.3 试验结果与分析

160 像素, 满足逐点扫描方式和试验对硬件设备的 将原始演化曲线记为试验 A 组, 按文章方法测
基本要求。 试分析的结果记为试验 B 组, 将按文献[ 1-3 ] 方法测
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2021 年 第 43 卷 第 5 期

无损检测