一種巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法
2023-05-05 13:40:16
一種巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法
【專利摘要】本發明公開了一種巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法，適用於爆破開挖工程中巖石爆破開挖損傷聲波監測的聲波孔內發射換能器和接收換能器之間的跨距修正。爆前聲波孔測量放樣得到的A、B兩孔口坐標分別為A(xa,ya,za)、B(xb,yb,zb)，爆後清理出開挖後的殘餘聲波孔孔口，測量放樣得到的A、B兩孔口坐標分別為A'(x'a,y'a,z'a)、B'(x'b,y'b,z'b)。利用公式（其中：η＝xb+(xb-x'b)tbi-xa-(xa-x'a)tai,ξ＝yb+（yb-y'b)tbi-ya-（ya-y'a)tai,ψ＝zb+(zb-z'b)tbi-za-(za-z'a)tai）可以精確計算得到此時發射換能器和接收換能器間的實際距離。本發明不需要測量聲波檢測孔的傾角和傾向，只需要藉助工程已有的爆破前後聲波監測孔的孔口坐標，即可對跨距進行修正，不會增加額外的工作量和設備，操作簡便，精確可靠。本發明提出的跨距修正方法的計算公式簡潔，更易於計算和編程植入聲波測試分析軟體。
【專利說明】一種巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於水利水電工程、交通和礦山等領域，具體涉及一種巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法，適用於巖石爆破開挖損傷聲波監測的發射換能器和接收換能器之間的跨距修正。
【背景技術】
[0002]水利水電工程、交通、礦山等領域的基礎爆破開挖時，通常會對建基面以下的巖體存在著不同程度的損傷。目前主要是採用聲波法進行爆破前後的對比測試，確定爆破破壞範圍，評定建基面巖體開挖質量。巖體爆破損傷範圍的聲波測試是通過檢測聲波在爆破前後的巖體中的傳播速度或衰減規律，分析巖體內部結構狀態，力學參數及破壞程度等指標的一種測試技術，以評價爆破效果並反饋指導爆破設計。
[0003]跨孔聲波測試技術是利用聲波直接穿透介質來探測巖體內部的測試方法，是一種既簡單、效果又最好的測試方法，是目前聲波測試的最基本方法之一。這種方法發射換能器和接收換能器的電聲或聲電的能量裝換效率高，在巖體中穿透能力強、探測範圍大，幹擾因素較少、波形簡單、起跳點清晰、各類波形易於辨別，因此，超聲波跨孔測試技術在確定巖石爆破鬆動圈範圍等領域具有廣泛的應用。超聲波跨孔測試技術中發射換能器和接收換能器之間的跨距準確與否非常關鍵，否則誤差會比較大，甚至造成誤判。
[0004]對於跨孔聲波測試技術，都會碰到一個很實際的問題，就是如何確定跨距，即兩孔中任意到孔口等距離的兩點的空間距離，也就是任意時刻發射換能器和接收換能器之間的距離。絕大多數情況下，工程技術人員往往採用簡單化的方法，以兩個孔口距離代替兩孔內同深度點的距離，其前提條件是兩個孔的傾角和傾向必須高度一致，然而，即使是非常專業的施工隊伍所造的孔，也很難達到這一條件。所以在巖體聲波測試過程中經常會發現爆破前、爆破後基巖表面聲波測試孔孔口之間的距離不一致，而且差別還比較大，這意味著實際兩聲波測試孔之間的空間位置關係並非平行。這就會產生一個嚴重的問題，由於跨距不準確而使波速計算不準確，可能導致作出完全錯誤的判斷。
[0005]有部分工程技術人員採取測孔斜的方法來校正跨距，但聲波測試孔的孔徑一般較小，而測斜儀直徑較大，難以實現；而且又要添加電子羅盤和測斜儀等設備，既不經濟，又很繁瑣。而且在工作現場條件下，傾向是比較難準確測定的，所以這種方法有很大局限性。因此有必要提出一種簡單易行、精確實用的聲波測試的跨距修正方法。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種簡單易行、計算精確的巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法，可用於巖石爆破開挖損傷聲波監測的發射換能器和接收換能器之間的跨距修正。
[0007]本發明提供的巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法，包括以下步驟:
[0008](I)在爆區表面鑽兩個平行的斜向聲波測試孔A、B，穿過爆區到達保留預裂面，聲波測試孔穿過預裂面的深度大於7米，進行清孔；
[0009](2)爆破前對聲波測試孔進行測量放樣，確定兩孔口坐標A(xa，ya，za)、B (xb, yb, zb)；
[0010](3)爆破前跨孔聲波測試:分別將發射換能器和接收換能器置入A、B兩孔內，並保證發射換能器和接收換能器距孔口的距離相同，在兩孔充滿水的狀態下操作聲波檢測儀進行檢測，讀數並記錄聲波速度Vil以及發射換能器和接收換能器間的時差\ ；
[0011](4)將發射換能器和接收換能器移動到下一檢測位置，任意兩個相鄰檢測位置具有相同的間距1，重複爆破前跨孔聲波測試步驟，直至檢測完畢；檢測完畢將聲波測試孔內灌滿細沙，對聲波測試孔進行保護；
[0012](5)爆破後清理爆渣，並將聲波測試孔內的細沙用高壓風吹出，然後對聲波測試孔進行測量放樣，確定爆破後兩孔口坐標A』(x』a，y』a，z』a)、B』(x』b，y』b，z』b)；
[0013](6)爆破後跨孔聲波測試:分別將發射換能器和接收換能器置入A、B兩孔內，並保證發射換能器和接收換能器距孔口的距離相同，在兩孔充滿水的狀態下操作聲波檢測儀進行檢測，讀數並記錄聲波速度Vi2以及發射換能器和接收換能器間的時差\ ；
[0014](7)將發射換能器和接收換能器移動到下一檢測位置，任意兩個相鄰檢測位置具有相同的間距I，重複爆破前跨孔聲波測試步驟，直至檢測完畢；
[0015](8)進行跨距修正:發射換能器和接收換能器在第i個測點時的修正後的實際跨距
【權利要求】
1.一種巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)在爆區表面鑽兩個平行的斜向聲波測試孔A、B,穿過爆區到達保留預裂面，聲波測試孔穿過預裂面的深度大於7米，進行清孔； (2)爆破前對聲波測試孔進行測量放樣,確定兩孔口坐標A(xa,ya, za)、B(xb, yb, zb)； (3)爆破前跨孔聲波測試:分別將發射換能器和接收換能器置入A、B兩孔內，並保證發射換能器和接收換能器距孔口的距離相同，在兩孔充滿水的狀態下操作聲波檢測儀進行檢測，讀數並記錄聲波速度Vil以及發射換能器和接收換能器間的時差\ ； (4)將發射換能器和接收換能器移動到下一檢測位置，任意兩個相鄰檢測位置具有相同的間距1，重複爆破前跨孔聲波測試步驟，直至檢測完畢；檢測完畢將聲波測試孔內灌滿細沙，對聲波測試孔進行保護； (5)爆破後清理爆渣，並將聲波測試孔內的細沙用高壓風吹出，然後對聲波測試孔進行測量放樣，確定爆破後兩孔口坐標A』 (x，a，y，a，z，a)、B，(x，b，y，b，z，b)； (6)爆破後跨孔聲波測試:分別將發射換能器和接收換能器置入A、B兩孔內，並保證發射換能器和接收換能器距孔口的距離相同，在兩孔充滿水的狀態下操作聲波檢測儀進行檢測，讀數並記錄聲波速度Vi2以及發射換能器和接收換能器的時差\ ； (7)將發射換能器和接收換能器移動到下一檢測位置，任意兩個相鄰檢測位置具有相同的間距I，重複爆破前跨孔聲波測試步驟，直至檢測完畢； (8)進行跨距修正:發射換能器和接收換能器在第i個測點時的修正後的實際跨距
2.根據權利要求1所述的一種巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法，其特徵在於，所述的第一次跨孔聲波測試在爆破前I~2天進行。
3.根據權利要求1或2所述的一種巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法，其特徵在於，所述的聲波檢測儀為非金屬超聲波檢測儀。
4.根據權利要求3所述的一種巖石爆破損傷跨孔聲波測試中跨距的修正方法，其特徵在於，所述的間距I為20cm。
【文檔編號】G01N29/07GK103837604SQ201410097257
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月17日 優先權日:2014年3月17日
【發明者】冷振東, 盧文波, 塗書芳, 張玉柱, 鍾權, 嚴鵬 申請人:武漢大學