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實(shí)驗名稱(chēng)：含鹽人工凍土的聲學(xué)特性研究 研究方向：人工凍結法是利用人工制冷技術(shù)使地層中的水結冰形成凍土，隔絕地下水與地下工程的聯(lián)系，在凍結壁的保護下進(jìn)行地下工程施工。通常采用凍結管中循環(huán)低溫冷媒劑（凍結法施工中多用氯化鈣溶液作冷媒劑）的方式把天然巖土變成人工凍土，然而受地層條件、凍結孔偏斜、凍結工藝及掘砌方式影響，凍結管斷裂事故時(shí)有發(fā)生，導致的鹽水泄漏問(wèn)題，不利于凍結壁穩定。目前凍結壁發(fā)育狀況評估方法有圖乘法、經(jīng)驗公式法、數值模擬法等，這三種方法存在的缺點(diǎn)是對測溫孔內測溫結果的依賴(lài)程度高，在距測溫孔較遠時(shí)判斷不準確，容易忽略局部?jì)鼋Y壁開(kāi)窗、強度不足等關(guān)鍵信息。而對于含鹽條件下的人工地層凍結，溫度場(chǎng)變化受鹽分的影響情況復雜，通過(guò)現有檢測手段對異常情況的探測更加困難。例如當鹽分分布不均，凍結壁形成形狀可能不規則，或因鹽水泄露存在不確定的開(kāi)窗風(fēng)險。針對含鹽的特殊凍結條件，了解凍結壁的發(fā)育狀況和工程性能對于人工凍結法安全施工十分重要。 聲波在巖土介質(zhì)中傳播，其聲學(xué)特性與巖土物理力學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。在人工地層凍結工程中認識含鹽人工凍土的聲學(xué)特性，建立聲波參數與含鹽人工凍土物理力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，可為聲波探測鹽水浸漬凍結壁異常情況提供必要依據。聲波檢測作為一種方便快捷的無(wú)損檢測技術(shù)有望實(shí)現這一目標。聲波在凍土中傳播時(shí)，其聲波特性是凍土溫度、含水量、密度、凍土中裂隙情況、應力狀態(tài)等因素的綜合指標，同時(shí)凍土強度也是這些因素的綜合反映，通過(guò)二者之間的關(guān)系，可實(shí)現現場(chǎng)快速測定凍土聲參數從而對原位現場(chǎng)凍土力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行推算。 實(shí)驗目的：驗證含鹽人工凍土的聲學(xué)特性 測試設備：信號發(fā)生器、ATA-2022H高壓放大器、示波器、電荷放大器、壓電陶瓷傳感器等。 實(shí)驗過(guò)程：首先由函數發(fā)生器激發(fā)單周期正弦波，然后激發(fā)信號經(jīng)由ATA-2022H高壓放大器放大后分兩路，一路直接輸出到數字示波器作為激發(fā)波形信號，另一路用于驅動(dòng)壓電陶瓷傳感器產(chǎn)生振動(dòng)激發(fā)聲波，聲波通過(guò)測試試樣傳播，另一端由壓電陶瓷接收傳感器收到信號后，再經(jīng)由電荷放大器對信號濾波后再次放大傳輸到數字示波器作為接收波形信號，最后利用示波器的存儲功能將波形數據導入到計算機中進(jìn)行傳播時(shí)間的確定，實(shí)驗系統搭建如圖1-1。 圖1-1實(shí)驗系統圖 實(shí)驗結果： 圖1-2波速比變化規律圖 圖1-2(a)中可以發(fā)現無(wú)圍壓條件下，波速比隨含鹽量增加略有減少，變化范圍為1.82~2.41，由此可見(jiàn)，無(wú)圍壓作用時(shí)，波速比對含鹽量的變化不敏感，凍土在完全飽和時(shí)的波速比要大于未飽和時(shí)的波速比，可見(jiàn)波速比不僅與土質(zhì)有關(guān)，還與飽和度有關(guān)，在低圍壓條件下（4MPa、6MPa）波速比隨含鹽量的增加而增大；高圍壓條件下（8MPa），波速比隨含鹽量的增加而減小。圖1-2(b)中可以發(fā)現，相同含鹽量?jì)鼋Y粉砂的波速比整體上隨著(zhù)圍壓的增大而增大。 功率放大器推薦：ATA-2022B高壓放大器 圖：ATA-2022B高壓放大器指標參數 本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請持續關(guān)注我們。西安安泰電子Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線(xiàn)，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。電壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-dyfdq.html |
