物探论文-修改好的论文胡1f.doc

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物探论文-修改好的论文胡1f

单孔声波法在岩体松动圈测试中的应用 胡文义 (二滩建设咨询有限公司,四川 成都) 摘要:了解洞室周边介质应力状态、探测洞壁岩体的松驰厚度、测试松驰岩体及未松驰岩体的力学参数 关键词:围岩松弛圈、岩体完整性。 1.前言 随着数据处理技术的发展,水利水电工程物探技术也随之提高和拓宽,许多新技术、新方法在生产实践中显示出强大的生命力而不断的发展完善,应用范围也不断拓宽;如地质雷达技术、声波勘探技术、电阻率层析成像和地震(声波)CT技术等都在工程实践中取得了良好地应用效果,发挥着愈来愈重要的作用;同时,常规物探方法的应用范围和数据处理技术也不断进展,所取得的成功实例枚不胜举。 地下洞室开挖后,破坏了岩体原有的平衡条件,岩体内的应力重新分布。一般情况,在洞壁周边的岩体将出现应力释放的松弛圈,这取决于岩体所处的地质构造情况,岩体的物理力学特征等,以及地下洞室在岩体中的部位、形状、洞径大小和施工方法。 2.单孔声波的测试方法 对本工程岩体松动圈的测试,我们采用的是钻孔法单孔测试,该方法是建立在固体介质中弹性波传播理论基础上,以人工激振的方法向介质发射声波,在一定的空间距离上接收被测介质物理特性所调制的传播速度、振幅、频率等声波参数,通过数据处理与分析,解决岩土工程中的有关问题。声波检测是一种轻便、灵活、快捷、高效的检测方法。 单孔声波检测用于了解沿孔深方向岩体的质量,在检测时是将收、发换能器置于同一钻孔中,发射换能器F一般采用圆形压电陶瓷发射声波脉冲,散射半角?1,其大小与发射换能器中压电陶瓷圆管的高度h有关。选择适当高度h的圆管,按斯奈尔定律,第一临界角i=arcsinVR/Vo,其中VR为岩体波速,Vo为水的波速。当?1>i时,将一束声波通过井液,以临界角i射入岩体中,在孔壁产生滑行纵波。根据惠更斯原理,沿孔壁滑行波每点都成为新的波源,又以临界角i的声波束折射到钻孔中,并被换能器S1和S2接收。 单孔声波检测观测系统示意图 (F—发射换能器 S1、S2—接收换能器) 换能器F与S1、S2 之间的距离应设计成使沿孔壁传播的波比经水中的直达波先到达S1和S2,同时F与S1、S2 换能器之间的连接物应采用隔声橡胶或做成网格状,以阻断或延迟经连接物传播的直达波,当分别测得声波从F发射,到达S1、S2 的时间为t1、t2时,BC段声波速度Vp可按如下公式计算;记录点位置在两个接收换能器之间,当保持检测点间距等于两个接收换能器间距时,即可取得连续的声波速度曲线。进而得到钻孔周边岩体的深度—超声波纵波速度的剖面曲线,由此可判断岩体松动圈的范围。 式中:Vp—岩体声波速度; △L--S1、S2 两个接收换能器间的距离;t1、t2—为发射换能器分别到达S1、S2 接收换能器的时间。 3.用单孔声波法对官地电站地下厂房围岩测试 官地电站地下厂房EL1199.30~EL1203.70高程上、下游侧10个钻孔进行声波测试,本次10个测试孔的声波累计测试长度m,各钻孔测试情况1-1 孔号 桩号 高程(m) 孔深(m) 上仰或下斜角度(0) 声波测试长度(m) 测试方法 CF1199-2S 厂横0+0.70上游侧 1.30 20 下斜5 2全孔注水 CF1199-3S 厂横0上游侧 1.30 20 下斜5 2全孔注水 CF1199-4S 厂横0上游侧 1.30 15.2 下斜5 全孔注水 CF1199-5S 厂横0上游侧 1.30 20 下斜5 全孔注水 CF1203-6S 厂横0上游侧 12 20 下斜5 全孔注水CF1199-2X 厂横0+0.70下游侧 1.30 20 下斜5 2全孔注水 CF1199-3X 厂横0游侧 1.30 20 下斜5 20 全孔注水 CF1199-4X 厂横0游侧 1.30 20 下斜5 全孔注水 CF1199-5X 厂横0游侧 1.30 20 下斜5 全孔注水CF1203-6X 厂横0游侧 12 20 下斜5 全孔注水 4.测试成果分析 4.1 声波检测成果 根据10个声波测试孔的曲线成果和声波测试数据,并结合地质资料,取右岸地下厂房新鲜玄武岩声波速度为6600m/s,资料的处理、分析、解释遵照《水电水利工程物探规范》DL/T5010-2005进行,声波测试成果表见2-2。 官地厂房EL1199.30m~EL1203.70m高程检测孔表 -2 孔号 桩号 高程(m) 深度(m) 声波平均值(m/s) 稳定段围岩声波平均值(m/s) CF1-2S 厂横0+0.70上游侧 1.30 2.3 2907 5960 CF1199-3S 厂横0上游侧 1.30 0.9 3027 5121 CF1199-4S 厂横0上游侧 1.30 1.7

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