一种岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法
【专利摘要】本发明公开了一种岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法，适用于爆破开挖工程中岩石爆破开挖损伤声波监测的声波孔内发射换能器和接收换能器之间的跨距修正。爆前声波孔测量放样得到的A、B两孔口坐标分别为A(xa,ya,za)、B(xb,yb,zb)，爆后清理出开挖后的残余声波孔孔口，测量放样得到的A、B两孔口坐标分别为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）可以精确计算得到此时发射换能器和接收换能器间的实际距离。本发明不需要测量声波检测孔的倾角和倾向，只需要借助工程已有的爆破前后声波监测孔的孔口坐标，即可对跨距进行修正，不会增加额外的工作量和设备，操作简便，精确可靠。本发明提出的跨距修正方法的计算公式简洁，更易于计算和编程植入声波测试分析软件。
【专利说明】一种岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水利水电工程、交通和矿山等领域，具体涉及一种岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法，适用于岩石爆破开挖损伤声波监测的发射换能器和接收换能器之间的跨距修正。
【背景技术】
[0002]水利水电工程、交通、矿山等领域的基础爆破开挖时，通常会对建基面以下的岩体存在着不同程度的损伤。目前主要是采用声波法进行爆破前后的对比测试，确定爆破破坏范围，评定建基面岩体开挖质量。岩体爆破损伤范围的声波测试是通过检测声波在爆破前后的岩体中的传播速度或衰减规律，分析岩体内部结构状态，力学参数及破坏程度等指标的一种测试技术，以评价爆破效果并反馈指导爆破设计。
[0003]跨孔声波测试技术是利用声波直接穿透介质来探测岩体内部的测试方法，是一种既简单、效果又最好的测试方法，是目前声波测试的最基本方法之一。这种方法发射换能器和接收换能器的电声或声电的能量装换效率高，在岩体中穿透能力强、探测范围大，干扰因素较少、波形简单、起跳点清晰、各类波形易于辨别，因此，超声波跨孔测试技术在确定岩石爆破松动圈范围等领域具有广泛的应用。超声波跨孔测试技术中发射换能器和接收换能器之间的跨距准确与否非常关键，否则误差会比较大，甚至造成误判。
[0004]对于跨孔声波测试技术，都会碰到一个很实际的问题，就是如何确定跨距，即两孔中任意到孔口等距离的两点的空间距离，也就是任意时刻发射换能器和接收换能器之间的距离。绝大多数情况下，工程技术人员往往采用简单化的方法，以两个孔口距离代替两孔内同深度点的距离，其前提条件是两个孔的倾角和倾向必须高度一致，然而，即使是非常专业的施工队伍所造的孔，也很难达到这一条件。所以在岩体声波测试过程中经常会发现爆破前、爆破后基岩表面声波测试孔孔口之间的距离不一致，而且差别还比较大，这意味着实际两声波测试孔之间的空间位置关系并非平行。这就会产生一个严重的问题，由于跨距不准确而使波速计算不准确，可能导致作出完全错误的判断。
[0005]有部分工程技术人员采取测孔斜的方法来校正跨距，但声波测试孔的孔径一般较小，而测斜仪直径较大，难以实现；而且又要添加电子罗盘和测斜仪等设备，既不经济，又很繁琐。而且在工作现场条件下，倾向是比较难准确测定的，所以这种方法有很大局限性。因此有必要提出一种简单易行、精确实用的声波测试的跨距修正方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种简单易行、计算精确的岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法，可用于岩石爆破开挖损伤声波监测的发射换能器和接收换能器之间的跨距修正。
[0007]本发明提供的岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法，包括以下步骤:
[0008](I)在爆区表面钻两个平行的斜向声波测试孔A、B，穿过爆区到达保留预裂面，声波测试孔穿过预裂面的深度大于7米，进行清孔；
[0009](2)爆破前对声波测试孔进行测量放样，确定两孔口坐标A(xa，ya，za)、B (xb, yb, zb)；
[0010](3)爆破前跨孔声波测试:分别将发射换能器和接收换能器置入A、B两孔内，并保证发射换能器和接收换能器距孔口的距离相同，在两孔充满水的状态下操作声波检测仪进行检测，读数并记录声波速度Vil以及发射换能器和接收换能器间的时差\ ；
[0011](4)将发射换能器和接收换能器移动到下一检测位置，任意两个相邻检测位置具有相同的间距1，重复爆破前跨孔声波测试步骤，直至检测完毕；检测完毕将声波测试孔内灌满细沙，对声波测试孔进行保护；
[0012](5)爆破后清理爆渣，并将声波测试孔内的细沙用高压风吹出，然后对声波测试孔进行测量放样，确定爆破后两孔口坐标A’(x’a，y’a，z’a)、B’(x’b，y’b，z’b)；
[0013](6)爆破后跨孔声波测试:分别将发射换能器和接收换能器置入A、B两孔内，并保证发射换能器和接收换能器距孔口的距离相同，在两孔充满水的状态下操作声波检测仪进行检测，读数并记录声波速度Vi2以及发射换能器和接收换能器间的时差\ ；
[0014](7)将发射换能器和接收换能器移动到下一检测位置，任意两个相邻检测位置具有相同的间距I，重复爆破前跨孔声波测试步骤，直至检测完毕；
[0015](8)进行跨距修正:发射换能器和接收换能器在第i个测点时的修正后的实际跨距
【权利要求】
1.一种岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)在爆区表面钻两个平行的斜向声波测试孔A、B,穿过爆区到达保留预裂面，声波测试孔穿过预裂面的深度大于7米，进行清孔； (2)爆破前对声波测试孔进行测量放样,确定两孔口坐标A(xa,ya, za)、B(xb, yb, zb)； (3)爆破前跨孔声波测试:分别将发射换能器和接收换能器置入A、B两孔内，并保证发射换能器和接收换能器距孔口的距离相同，在两孔充满水的状态下操作声波检测仪进行检测，读数并记录声波速度Vil以及发射换能器和接收换能器间的时差\ ； (4)将发射换能器和接收换能器移动到下一检测位置，任意两个相邻检测位置具有相同的间距1，重复爆破前跨孔声波测试步骤，直至检测完毕；检测完毕将声波测试孔内灌满细沙，对声波测试孔进行保护； (5)爆破后清理爆渣，并将声波测试孔内的细沙用高压风吹出，然后对声波测试孔进行测量放样，确定爆破后两孔口坐标A’ (x，a，y，a，z，a)、B，(x，b，y，b，z，b)； (6)爆破后跨孔声波测试:分别将发射换能器和接收换能器置入A、B两孔内，并保证发射换能器和接收换能器距孔口的距离相同，在两孔充满水的状态下操作声波检测仪进行检测，读数并记录声波速度Vi2以及发射换能器和接收换能器的时差\ ； (7)将发射换能器和接收换能器移动到下一检测位置，任意两个相邻检测位置具有相同的间距I，重复爆破前跨孔声波测试步骤，直至检测完毕； (8)进行跨距修正:发射换能器和接收换能器在第i个测点时的修正后的实际跨距
2.根据权利要求1所述的一种岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法，其特征在于，所述的第一次跨孔声波测试在爆破前I~2天进行。
3.根据权利要求1或2所述的一种岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法，其特征在于，所述的声波检测仪为非金属超声波检测仪。
4.根据权利要求3所述的一种岩石爆破损伤跨孔声波测试中跨距的修正方法，其特征在于，所述的间距I为20cm。
【文档编号】G01N29/07GK103837604SQ201410097257
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】冷振东, 卢文波, 涂书芳, 张玉柱, 钟权, 严鹏 申请人:武汉大学