应用声波测试技术分析开挖爆破对边坡的影响.pdf

第 “ 卷 第 期 年 “ 月 爆 破 “. /3. -67 0*-/64 .-0 .41//7, -,7’-, ABC DBEF’B5,BG， HAB IBFE,7FGJ ’ 8,-B’’KJ，HAB 30， LFBA； ,MAG5,BG ’ LFEF DBKFB,,FBK，NFO PBC7GFA ABC L’55,-FA L’,K,，NFO 3， L-0*40 HFG G, 7OFG ABC EF’,BG C,E,’M5,BG ’ ,-’B’5F- -’B7G-GF’B ’ ’ -’BGJ， FG F7 A -’55’B ’--Q ,B-, GAG G, FK ABC 7G,,M 7FC, 7’M, F7 ,R-AEAG,C FB -’BGJ7 -AMFGA -’B7G-GF’B，7- A7 AFOAJ，FKOAJ， M’O, 7GAGF’B PG A7 A,ACJ S,-’5, A CFF-G ABC BFKB’A M’S,5 GAG ’O G’ S’O M EFSAGF’B F5MA-G ’B G, 7’M, G’ ,C-, G’ G, 5ARF55 ,RG,BG，ABC ’O G’ F5M’E, 7GASFFGJ ’ 7’M, 8, AGF-, ,RMAFB7 SA7F- MFB-FM, ABC -’5MGFBK G,-B’’KJ ’ G, GA7’BF- G,7G7 7M,,C，ABC CF7-77,7 G, B-GF’B ’ G, GA7’BF- G,7G,7 G,-B’’KJ G’ ,R-AEAG, S,’, SA7GFBK，G, AG, ABC AKAFB ,G- PG CAO7 ,AGF’B -E, KAM ’ 7’BC E,’-FGJ M（56 7）ABC ’, C,,M “（5）S,’, ABC AG, SA7GFBK ’5 G, CAGA ’ G,7GFBK，ABC CAO7 A 7,F,7 ’ -’B-7F’B7 G’ KFC, G, -’B7G-GF’B ’ SA7GFBK SJ ABAJTFBK ., /;- GA7’BF- G,7G； 5,G’C ’ 7FBK, ’,； 5,G’C ’ C’S, ’,7； SA7GFBK EFSAGF’B； 7FC, 7’M,； F5M GAM, 收稿日期 ./ .0 作者简介 陈宝心 （“29U . ） ， 男； 武汉 武汉理工大学资源与环境工 程学院副教授 声波脉冲在岩体中的传播速度依赖于岩体的密 度、 介质性质、 风化程度以及结构面等地质状况。通 过检测声波在岩体中的传播速度可得到岩体质量和 强度的相关信息。 边坡岩体声波测试的目的是通过炮前、 预裂爆 破后、 炮后和再炮后对同一位置进行多次检测， 对比 分析其波速 M（56 7）与孔深 “ （5）的关系曲线和 波幅变化情况， 以确定开挖爆破对测区岩体的松驰 深度、 波速和波幅等的影响情况。通过对不同测区 万方数据 松驰深度与爆破振动速度统计分析， 可以确定边坡 松驰深度与爆破振动规模、 振动速度之间的关系。 经过一段较长时间间隔后， 对同一位置再次进行声 波检测， 可以确定 次检测之间的外界干扰 （包括 开挖爆破、 打锚杆、 打锚索、 注浆、 混凝土喷层等施工 干扰以及边坡岩体应力卸荷影响等） 总和对边坡岩 体的影响情况。 “ 基本原理 在岩体中进行声波测试时， 声波速度除受岩性、 结构面和发育特征、 岩体风化程度影响外， 还与岩体 应力状态、 岩体含水情况以及地温等有关。一般来 说， 岩体愈致密坚硬， 波速愈大， 反之则愈小； 岩性相 同时， 波速与结构面特征密切相关； 在压应力作用 下， 波速随应力增加而增加， 波幅衰减小， 而在拉应 力作用下， 波速随应力值的增加而减小， 衰减增大； 相同的岩体， 含水率越高， 波速愈大， 波幅衰减越小； 温度的影响则比较复杂， 一般来说， 岩体处于正温 时， 波速随温度增高而降低， 处于负温时则相反。 声波法检测边坡岩体基本原理是 ［“ ］ 由超声 脉冲发射源向介质内发射高频弹性脉冲波， 并用高 精度的接收系统记录该脉冲波在岩体内传播过程中 表现的波动特性； 当岩体内存在不连续或破损界面 时， 缺陷面形成波阻抗界面， 波到达该界面时， 产生 波的透射和反射， 使接收到的透射波能量明显降低； 当岩体内存在松散、 裂隙、 结构面和孔洞等严重缺陷 时， 将产生波的散射和绕射； 根据波的初至到达时 间、 波的能量衰减特性、 频率变化以及波形畸变程度 等特征， 获得测区范围内介质的纵波速度 （ 声波测试孔布置示意图 （单位 破;; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; -- 年 “ 月 万方数据 图 “ 测点布置与测试部位地质图 试验完毕后， 对声波孔进行保护 （包括堵塞孔口、 作 标记、 通知施工人员和定期巡视等） ， 以备下一次测 试时使用。测试设备采用武汉岩海工程技术开发公 司生产的 ’ 一体化数字超声仪， 换能器采 用湘潭换能器厂生产的相关单孔和双孔换能器， 以 及岳阳奥成公司生产的超磁致大功率声波发射震源 等。由于测区受爆破振动影响不均匀， 采用了单孔 法和双孔法 种测试方法。 “ 测试次数与测试时间 根据文献 ［］ ， 每组声波孔测试次数一般不少 于 * 次， 原则是直到波速衰减基本稳定时为止。测 试时间尽量靠近爆破时间， 大部分测区炮前初测在 主爆前 ,， 炮后和再炮后 , 内进行第 次 和第 * 次测试， 在有预裂单独爆破时， 对测区进行预 裂单独爆破后的加密测试， 一般也是在预裂爆破后 ,。本次测试严格遵循以上原则。 “ 测试结论 测试中， 分别通过炮前、 炮后和再炮后对测区进 行了 * 次检测， 得出了边坡测区的一系列声波速度。 由一些典型的爆破前后声速 -（./ 0）与孔深 “ （.）关系曲线图 （图 *） 可知 图 *“ 爆破前后声速 -（./ 0）与孔深 “ （.）关系曲线图 “ “ ） 测区声波速度 -值普遍在 * 1’’ 1 ’’’ ./ 0 之间； 波速主要受结构面及岩体风化程度影响， 这与 测区地质条件相符； ） 炮前初测时， 大部分曲线在距孔口 ’2 3 2 ’ . 之间出现拐点或声信号明显减弱， 波速明显比深 部低， 波幅明显比深部弱， 爆破松驰带为 ’2 3 2 ’ .， 即开挖爆破对边坡深 ’2 3 2 ’ . 范围内岩体影 响比较大； *） 第 炮后， 测区内松驰带普遍达到 2 ’ .， 在 松驰范围内， 波速明显比炮前初测下降， 说明爆破对 测区深度 2 ’ . 范围内影响较大；边坡深度超过 2 ’ . 以后， 爆破对其影响不大， 声速变化在正常波 动范围内； 4） 第 炮后， 测区波速无明显降低， 波速变化 在正常波动范围内， 说明下一马道的开挖爆破对测 区影响不大。 参考文献 ［］ “ 水利水电工程岩石试验规程 ［5］ 2 ［］ “ 高全臣， 刘殿书2 岩石爆破测试原理与技术 ［5］ 2 北 京 煤炭工业出版社， 6632 ［*］ “ 张雪亮， 黄树棠2 爆破地震效应 ［5］ 2 北京 地震出版 社， 672 ［4］ “ 李造鼎2 岩体测试技术 ［5］ 2 北京 冶金工业出版社， 66*2 ［1］ “ 水利电力出版社2 爆破在水利工程中的应用 ［5］ 2 北 京 水利电力出版社， 63’2 *6第 卷“ 第 4 期“ “ “ “ “ “ “ “ “ 陈宝心“ 等“ 应用声波测试技术分析开挖爆破对边坡的影响 万方数据