受載煤體超聲波動(dòng)力學(xué)特征研究.pdf

1、超聲波測試技術(shù)是近40年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，是了解煤巖體物理特征與結(jié)構(gòu)特征的一種重要的研究手段。
　　本文采用理論分析和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究手段對煤樣的超聲波動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了較為系統(tǒng)地研究。首先，分別在常溫常壓條件下和受載（單軸壓縮和劈裂拉伸）條件下，測試原煤煤樣的超聲波首波幅值和波速。接著，理論分析超聲波在煤體中傳播的衰減規(guī)律，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論推導(dǎo)進(jìn)行對比驗(yàn)證。最后，結(jié)合求出的頻譜圖，分析了常溫常壓下和受載兩種條件下超聲波

2、主頻值的變化規(guī)律。
　　通過對原煤煤樣進(jìn)行超聲波動(dòng)力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)室測試和理論分析，取得了以下主要結(jié)論：
　　（1）在常溫常壓下，分析了同一種不同長度煤樣的超聲波衰減規(guī)律，并從理論和實(shí)驗(yàn)的角度提出了超聲波擴(kuò)散衰減公式；不同變質(zhì)程度煤樣超聲波衰減的差別主要體現(xiàn)在粘滯吸收衰減方面；不同發(fā)射頻率下煤樣超聲波衰減研究表明，在50KHz、100KHz及500KHz三種發(fā)射頻率下超聲波的衰減以吸收衰減為主，在800KHz和1000KHz兩

3、種發(fā)射頻率下超聲波的衰減以散射衰減為主。
　　（2）在單軸壓縮及劈裂拉伸的整個(gè)階段，煤樣超聲波衰減系數(shù)隨著載荷的增加呈先減少后增加的變化規(guī)律，且相比于整個(gè)階段超聲波波速的變化，衰減系數(shù)的變化更為明顯；分階段建立了超聲波衰減系數(shù)與煤樣載荷之間的關(guān)系方程式，理論分析了受載條件下超聲波在煤體中的衰減規(guī)律。
　　（3）在常溫常壓下，煤樣主頻值隨著首波幅值減少、衰減系數(shù)的增加而下降；隨著換能器發(fā)射頻率的增加，煤樣超聲波主頻值相對于換能

4、器發(fā)射頻率值的變化程度而增加。在受載條件下，在衰減系數(shù)變化速率發(fā)生變化的時(shí)間點(diǎn)，超聲波主頻值都發(fā)生了明顯的變化，衰減系數(shù)最低處，其主頻值為最大值，煤樣破裂后，衰減系數(shù)急劇增加，其主頻值也降低到最低值；煤樣超聲波頻域最大振幅值都是呈現(xiàn)先增加而后減少的變化規(guī)律，與所對應(yīng)的加載過程中衰減系數(shù)的變化規(guī)律相一致，都是在衰減系數(shù)最小時(shí)，對應(yīng)的頻域最大振幅值最大；煤樣破裂后，其頻譜曲線產(chǎn)生畸變出現(xiàn)兩個(gè)峰值點(diǎn)，即雙峰狀。
　　綜上所述，本文通過對